[發明專利]一種可調諧超窄帶微波光子帶通濾波器

有效

• 申請號: 201611233545.2
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106654472B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 鄭狄;潘煒;羅斌;邵理陽
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

本發明涉及微波信號處理技術領域，尤其涉及一種可調諧超窄帶微波光子帶通濾波器，包括順次連接的光纖耦合器、電光相位調制器、光濾波器、光隔離器、光纖、光環行器、光電探測器，所述光環行器包括第一端口、第二端口和第三端口，且第一端口連接光纖，第二端口連接光電探測器，第三端口輸入功率和波長可調的第三光源，第一光源和第二光源均輸入光纖耦合器，電光相位調制器的射頻信號輸入端輸入待濾波的射頻信號，進而實現寬帶可調諧、超窄通帶和高帶外抑制比的技術效果。

技術領域

本發明涉及微波信號處理技術領域，尤其涉及一種可調諧超窄帶微波光子帶通濾波器。

背景技術

微波光子濾波器利用光學器件對微波信號進行處理，具有損耗小、體積小、重量輕、帶寬大、抗電磁干擾能力強等優點，在無線通信網絡、傳感檢測、雷達等多個方面有著巨大的應用潛力。

微波光子濾波器的實現方法主要有兩種：多抽頭延遲線法和邊帶濾波法。多抽頭延遲線法是將已調制上電信號的光載波分成N份(抽頭)，每份都通過光子信號處理的方法進行不同的加權和延遲，然后再把這N個信號通過相干或非相干的方式組合在一起，最后在電光探測器上拍頻得到濾波后的電信號輸出。根據N是否有限，又可分為兩類，若N為有限制，則稱為有限沖擊響應(FIR)濾波器，若N趨于無窮，則稱為無限沖擊響應(IIR)濾波器。邊帶濾波法是用光濾波器濾除一個雙邊帶光調制信號的某一階邊帶，剩余的一階邊帶與載波在光電探測器處拍頻產生等效的微波濾波器響應。

當前微波光子濾波器的研究熱點主要是頻率調諧范圍和頻譜響應可重構兩個方面。特別是實現超窄帶微波光子濾波器方面，科研人員已進行了廣泛的研究。R.Minasian(R.Minasian,K.Alameh,and E.Chan,IEEE Trans.Microwave Theor.Tech.49,1894,2001)采用多抽頭延遲線法實現了3dB帶寬為15MHz的窄帶陷波濾波器，但該方法無法實現濾波器的寬帶調諧。A.A.Savchenkov(A.A.Savchenkov,W.Liang,A.B.Matsko,Opt.Lett.34,1318,2009)利用微環諧振器實現了10MHz帶寬的微波光子陷波濾波器。D.Marpaung(D.Marpaung,B.Morrison,R.Pant,Opt.Lett.38,4300,2013)利用頻譜干涉法實現了3dB帶寬為10MHz的寬帶可調諧微波光子陷波濾波器。當前超窄帶微波光子濾波器的實現多為陷波濾波器，而帶通濾波器還鮮有報道。

發明內容

本發明實施例通過提供一種可調諧超窄帶微波光子帶通濾波器，進而實現寬帶可調諧、超窄通帶和高帶外抑制比的技術效果。

本發明實施例提供了一種可調諧超窄帶微波光子帶通濾波器，包括順次連接的光纖耦合器、電光相位調制器、光濾波器、光隔離器、光纖、光環行器、光電探測器，所述光環行器包括第一端口、第二端口和第三端口，且第一端口連接光纖，第二端口連接光電探測器，第三端口輸入功率和波長可調的第三光源，第一光源和第二光源均輸入光纖耦合器，電光相位調制器的射頻信號輸入端輸入待濾波的射頻信號；

第一光源和第二光源經光纖耦合器合束為信號光，所述信號光與射頻信號均輸入電光相位調制器，經電光相位調制器調制后輸出相位調制信號，所述相位調制信號包括載波、正一階邊帶、負一階邊帶，所述正、負一階邊帶的幅值相等且相位相差±π，所述相位調制信號經光濾波器的濾波后，使得正、負一階邊帶產生幅值差，且相位差不變，濾波后的相位調制信號經光隔離器進入光纖中，與由光環行器的第三端口輸入的第三光源在所述光纖中相向傳輸，第三光源產生受激布里淵增益放大效應，從而對濾波后的相位調制信號中的正、負一階邊帶的幅值差進行補償，使得正、負一階邊帶的幅值相等，補償后的相位調制信號經光環形器的第一端口進入，并由第二端口輸出，進入光電探測器，并經光電探測器后輸出濾波后的射頻信號。

進一步地，所述光濾波器用于衰減第一光源所對應的相位調制信號的正一階邊帶和第二光源所對應的相位調制信號的負一階邊帶，兩個邊帶的衰減量相等；或者