[發明專利]基于光注入技術的雙通道微波光子濾波器及濾波方法

有效

• 申請號: 202010089300.7
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111244588B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 谷一英;趙嘉熠;胡晶晶;趙明山;韓秀友
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 大連格智知識產權代理有限公司 21238
• 代理人: 劉琦

本發明提供一種基于光注入技術的雙通道微波光子濾波器及濾波方法，基于光注入技術的雙通道微波光子濾波器包括：主半導體激光器、雙輸出電光調制器、第一光環形器、第一從半導體激光器、第二光環形器、第二從半導體激光器和平衡探測器；主半導體激光器的輸出端與雙輸出電光調制器的光輸入端連接；雙輸出電光調制器的輸出端分別與第一光環形器的第一接口和第二光環形器的第一接口連接；第一光環形器的第二接口與第一從半導體激光器連接，第一光環形器的第三接口與平衡探測器第一輸入接口連接；第二光環形器的第二接口與第二從半導體激光器連接，第二光環形器的第三接口與平衡探測器第二輸入接口連接。本發明能實現雙通道寬帶可調諧微波光子濾波。

技術領域

本發明涉及微波光子技術領域，尤其涉及一種基于光注入技術的雙通道微波光子濾波器及濾波方法。

背景技術

隨著科學技術的進步與發展，微波技術的應用已滲透到了科學領域的眾多方面，如無線通信、全球定位系統、計算機工程、雷達探測以及衛星通信等領域。濾波器是微波信號處理的重要功能單元，在雷達、無線通信以及移動通信等領域都具有重要的應用價值。但是傳統電濾波器在多通道濾波頻率調諧、帶寬改變等方面存在較大的局限性，導致其在高頻領域的應用受到了極大的限制。除此之外，隨著微波系統中通信容量的不斷增大，其對信號處理的速率和帶寬的要求也就愈來愈高，這就對傳統多通道電濾波器的性能提出了更大的挑戰。

因此在這種背景條件之下，隨著微波光子技術的發展，微波光子濾波器應運而生，微波光子濾波器是指經過特殊設計，實現對微波信號濾波處理的光子系統，微波光子濾波器—般用來對信號進行信道選擇、消除干擾、提高信噪比。微波光子濾波器與傳統電域微波濾波器相比能夠在光域內對微波信號進行處理，抑制噪聲并濾除雜波信號，獲取所需頻段的微波信號，從而實現信號選頻功能，因此微波光子濾波器具有工作頻率高、帶寬大、抗電磁干擾能力強等優勢，是未來信號處理技術領域的重要研究方向。

現有的微波光子濾波器可以通過光延遲線結構實現，但是有限脈沖響應中的固有周期性頻譜效應導致了其頻譜利用率比較低，只能利用其自由譜區。此外基于多抽頭延遲線結構的微波光子濾波器的可調靈活性相對較差，限制了其在通信系統中的應用。

除此之外，基于寬譜光源頻譜切割技術以及相位調制轉強度調制技術實現的微波光子濾波器，受外界物理環境的限制比較明顯，不利于集成且成本較高，不適合在系統中廣泛應用。

在先技術[1](Wangzhe Li,Ming Li,and Jianping Yao,“A Narrow-Passbandand Frequency-Tunable Microwave Photonic Filter Based on Phase-Modulation toIntensity-Modulation Conversion Using a Phase-Shifted Fiber Bragg Grating,”IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,vol.60,no.5,pp.1287-1296,May.2012)中，利用相移光纖布拉格光柵實現相位調制到強度調制的轉換，同時通過調節光載波的波長獲取頻率可調諧的窄帶寬微波光子濾波器，但是受光柵陷波位置與陷波帶寬固定的影響，導致濾波器通帶帶寬的可調諧性較差，此外該濾波器的插入損耗也較大，限制了其在通信領域的應用。