微波光子學(xué)濾波器及其應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，利用光子學(xué)技術(shù)處理微波和毫米波信號正引起人們越來越廣泛的興趣，并由此產(chǎn)生了一個新型的交叉學(xué)科—微波光子學(xué)。相比于傳統(tǒng)的微波信號處理，利用微波光子學(xué)的方法具有低損耗，高帶寬，抗電磁干擾，以及可調(diào)諧性和可重構(gòu)性等優(yōu)點，并已在寬帶無線接入網(wǎng)，傳感網(wǎng)絡(luò)，雷達(dá)，衛(wèi)星通信和電子戰(zhàn)爭中得到廣泛的應(yīng)用。微波光子學(xué)濾波器作為全光微波信號處理系統(tǒng)的核心器件，利用光纖和光器件使有用的微波信號通過而抑制噪聲和無用的微波頻率信號。目前

2、已在光載無線通信和光相控陣天線中發(fā)揮著重要的作用，并且具有和目前光纖通信系統(tǒng)相兼容的天然優(yōu)勢。本文的研究內(nèi)容可以概括為以下幾點：
　　 （1）總結(jié)并分析了影響微波光子學(xué)濾波器頻率響應(yīng)的幾個因素，即抽頭數(shù)，權(quán)值系數(shù)和時延差。利用離散傅里葉變換的原理，分析了如何通過設(shè)計濾波器的權(quán)值系數(shù)得到特定的頻率響應(yīng)。利用半導(dǎo)體光放大器（SOA）的四波混頻和交叉增益調(diào)制效應(yīng)實現(xiàn)了具有任意頻率響應(yīng)的微波光子學(xué)濾波器。實驗結(jié)果顯示與理論分析相符。

3、r>　　 （2）提出了一種基于光微分器的全光移相器，并報道了兩種方案利用全光移相器實現(xiàn)了復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器。這兩種方案分別利用了SOA的交叉相位調(diào)制和相位調(diào)制信號解調(diào)過程中的微分作用。實驗結(jié)果顯示兩種方案分別實現(xiàn)了可調(diào)諧范圍為一個和半個自由光譜范圍（FSR）的復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器。
　　 （3）提出了一種利用法布里-珀羅半導(dǎo)體光放大器（FP-SOA）的相移特性實現(xiàn)復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器的方案。此方案由多光束干涉特性提出，

4、利用FP-SOA中載流子濃度的改變，實現(xiàn)了大可調(diào)諧范圍的復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器。我們還報道了利用全光希爾伯特變換實現(xiàn)微波移相器的方案。該方案可以在寬帶范圍內(nèi)對微波相位進(jìn)行連續(xù)調(diào)諧。
　　 （4）總結(jié)并分析了光學(xué)任意波形產(chǎn)生的原理。從光調(diào)制信號的傅里葉變換表達(dá)式出發(fā)，通過對信號每條譜線的強度和相位進(jìn)行調(diào)制就可以改變輸出信號的波形。
　　 實驗中，我們提出了利用SOA的四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生了多條梳狀譜線，然后用可編程濾波器對每條