[发明专利]相位调制提升窄带布里渊滤波器抑制比和带宽方法及系统

说明书

本发明提供了一种相位调制提升窄带布里渊滤波器抑制比和带宽方法及系统。该方法同时检测布里渊增益的幅度和相位信息，通过高精度的调制电信号调控和波形采集与优化反馈，大大提升布里渊滤波器的抑制比和波形调控灵活度。同时，采用硫系波导、硒化物光纤或高非线性光纤作为增益介质，可化简系统的光纤长度，提高增益效率。实现的高精度波形和带宽可控微波光子滤波器可用于高精度的高频微波信号滤波与整形。

技术领域

本发明涉及窄带的波形可控微波光子滤波器领域，具体地，涉及一种相位调制提升窄带布里渊滤波器抑制比和带宽方法及系统。

背景技术

移动互联网和物联网作为未来移动通信发展的两大主要驱动力，为第五代移动通信(5G)提供了广阔的应用前景。面对数据流量的千倍增长，千亿设备连接和多样化的业务需求，国际移动通信系统IMT2020第五代移动通信技术(5G)规范将连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠确定为5G的4大应用场景。目前，通过采用低频和高频混合组网充分挖掘低频和高频的优势，共同满足无缝覆盖、高速率、大容量、低功耗等5G需求，而对多波形、多频段和多带宽等超宽带无线信号进行高效处理则是5G研究需要突破的关键技术领域。

作为无线传输射频系统中的信号处理的关键器件，滤波器在发射端、中继站和接收端都发挥着至关重要的作用。目前，声表面波滤波器和体声波滤波器在射频通信领域里应用比较广泛。然而，声表面波滤波器不太适合2.5GHz以上的频率，同时高频率工作时功耗大、发热严重并且对温度变化敏感。而体声波滤波器虽然工作频率较高，但其成本高，量产一致性差。因此，新型高性能滤波器的设计与实现成为5G通信中的一个重要课题。

针对高性能滤波器这一5G超宽带信号处理的关键器件方面，可利用微波光子技术方案来加以解决。微波光子滤波器，尤其是基于硅基的低功耗集成微波光子处理芯片，通过利用光学方法处理微波超宽带信号，具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优势，可克服传统电信号处理器中有限速率造成的电子瓶颈问题，大大推动了通信系统的发展。其中，具有灵活的调谐能力及可重构性的微波光子滤波器，能够满足对多频段、多带宽等5G宽带高速信号灵活处理的重要需求。

专利文献为CN109347560A的发明专利公开了一种基于受激布里渊散射的自由可调谐双通带微波光子滤波器装置及实现方法。采用一个激光器，借助布里渊吸收谱或者增益谱实现相位调制到强度调制的转换，并通过设置两个微波源的输出频率实现两个通带位置的自由设定。但是上述方案无法实现增益效率提升的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种相位调制提升窄带布里渊滤波器抑制比和带宽方法及系统。

根据本发明提供的一种相位调制提升窄带布里渊滤波器抑制比和带宽方法，其特征在于，包括如下步骤：

信号源生成步骤：调整信号源，生成带宽、频率、幅度和波形可调的电频频率梳；

布里渊泵浦光信号生成步骤：将电信号通过电光调制器转化为光信号，经过光功率放大器后，作为布里渊泵浦光信号；

待测扫频光信号生成步骤：矢量网络分析仪输出指定扫频范围的电信号，经过相位调制后，转化为用于检测布里渊增益信息的待测扫频光信号；

增益产生步骤：泵浦光信号和待测扫频光信号分别从一段增益光纤的两端相向传输，此过程中泵浦光信号产生具有一定频移量的布里渊增益，将待测光信号的某部分频率成分放大；

谱型与抑制比获取步骤：比较有无泵浦光信号时，网分检测到的信号，获得相位调制检测下的布里渊滤波器谱型与抑制比；

谱型修正获取步骤：对获得的布里渊增益谱与目标谱型进行对比，采用优化迭代算法修正后续的泵浦光谱型，直到获得具有理想谱型的高抑制比微波光子滤波器。

优选地，信号源生成的电频频率梳的最大带宽范围小于实验光纤中受激布里渊散射效应的频移量。