[发明专利]一种用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器

说明书

一种基于受激布里渊散射效应、相位调制和光学滤波的用于超宽带(UWB)信号的可调谐微波光子陷波滤波器，属于微波光子学技术领域。由激光器，第一光耦合器，相位调制器，第一可调谐光滤波器，高非线性光纤，第一微波信号源，第一强度调制器，第二可调谐光滤波器，第二微波信号源，第二强度调制器，第三可调谐光滤波器，第二光耦合器，光环行器，光电探测器和矢量网络分析仪组成。本发明通过受激布里渊散射效应、相位调制和光学滤波相结合，实现用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器。通过改变泵浦光信号的数量，可以改变陷波的个数。通过改变泵浦光的频率，可以实现陷波中心频率的调谐。

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，具体涉及一种基于受激布里渊散射效应、相位调制和光学滤波的用于超宽带(UWB)信号的可调谐微波光子陷波滤波器。

背景技术

2002年，美国联邦通讯委员会批准了超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术在短距无线通信领域的应用，将3.1GHz到10.6GHz这一频段开放出来作为商用。由于超宽带信号具有多径分辨能力强、传输速率高、功耗低、灵活性和机动性较好等优点，因此在传感器网络、短距离高速率无线通信和雷达等系统中得到了大量关注。在超宽带信号的标准定义中，其功率谱密度较低，因而通信距离受限，一般在几米到几十米的范围内。光载超宽带技术利用大带宽、损耗低以及成本低的光纤来提高超宽带脉冲信号的覆盖范围，对于超宽带无线通信覆盖范围的进一步提高起到了关键的作用。

在超宽带信号的频带范围3.1GHz到10.6GHz内，由于存在无线局域网WLAN(5.725GHz-5.850GHz)、Wimax(3.4GHz-3.6GHz)和卫星通行(8GHz)等已经被使用的频段，为了消除这些无线通信系统之间的干扰，需要设计具有陷波特性的滤波器。目前，用于超宽带信号的陷波滤波器主要是电学滤波器，通常采用多模谐振器法、共面波导法、优化短截线法以及低通高通滤波器结合法等，但是电学滤波器普遍存在的问题是重构能力和调谐能力差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于受激布里渊散射效应、相位调制和光学滤波的用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器。

本发明所述的用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器结构如图1所示，由激光器，第一光耦合器，相位调制器，第一可调谐光滤波器，高非线性光纤，第一微波信号源，第一强度调制器，第二可调谐光滤波器，第二微波信号源，第二强度调制器，第三可调谐光滤波器，第二光耦合器，光环行器，光电探测器和矢量网络分析仪组成。

激光器发出的光信号经第一光耦合器被分成三个支路，即第一支路101、第二支路201和第三支路301；第一支路101中的光信号经相位调制器被矢量网络分析仪输出的信号调制后送入第一可调谐光滤波器，经第一可调谐光滤波器滤波后进入高非线性光纤中，作为受激布里渊散射效应的探测光；第二支路201中的光信号经第一强度调制器被第一微波信号源输出的微波信号调制后送入到第二可调谐光滤波器中，被第二可调谐光滤波器滤出调制之后的上边带信号；第三支路301中的光信号经第二强度调制器被第二微波信号源输出的微波信号调制后送入到第三可调谐光滤波器中，被第三可调谐光滤波器滤出调制之后的上边带信号；第二可调谐光滤波器和第三可调谐光滤波器的输出信号经第二光耦合器之后进入到光环形器的1端口，然后由光环形器的2端口进入到高非线性光纤中，作为受激布里渊散射效应的泵浦光，此泵浦光和第一可调谐光滤波器输出的探测光发生受激布里渊散射效应，经受激布里渊散射效应处理的探测光信号再由光环形器的2端口输入，然后由光环形器的3端口输出，经光电探测器光电转换之后输入到矢量网络分析仪中，从而由矢量网络分析仪测试出本发明所述滤波器的频率响应。