一种基于FBG对的微波光子滤波器的特性分析

在深入研究微波光子滤波器理论的基础上,提出了一种基于FBG对的微波光子滤波器结构模型,对其进行了详细的理论分析,并用MATLAB仿真分析了耦合系数、FBG对的反射率、增益光纤长度和增益对系统传输特性的影响。     

采用光纤光栅研究微波光子滤波器的关键性能

宽带无线通信的带宽瓶颈促进了ROF技术的发展,并使微波光子器件成为研究热点之一.微波光子滤波器(MPF)实现了在光域内直接对微波信号的处理功能,受到了众多研究者的关注.光纤光栅(FBG)具有独特的波长选择和色散特性,是构成MPF结构的最佳可选光器件之一.在理论分析MPF的基础上,结合基于FBG的MPF典型结构给出了影响...     

基于微环的响应可切换微波光子滤波器

基于微环谐振腔和光纤布拉格光栅,利用相位-强度调制,实现了三种滤波响应可切换微波光子滤波器。通过改变光纤布拉格光栅反射谱、微环谐振腔陷波和光载波三者之间的相对波长,微波光子滤波器的滤波响应可以在带通、平顶带通和高通之间切换。制备了欧拉微环并搭建了微波光子滤波器系统,实现了上述三种响应。三种响应的带宽均具有一定的调谐能力,其调谐范围分别为5.56～7.68 GHz、6.23～11.92 GHz和5.83～10.86 GHz。三种响应下微环的插入损耗均小于10 dB。可切换的滤波响应使该微波光子滤波器具有更高的灵活性,在频率测量、杂散抑制等场景中具有广阔的应用空间。     

光纤光栅在微波光子滤波器中的应用

近年来,光纤光栅以其波长选择性好等特性得到了广泛的应用,随着人们对宽带通信的不断需求,微波光子学也在不断发展,微波光子滤波器更是成为该领域的热点之一,不断有利用光纤光栅构成微波光子滤波器的报道。综合评述了几种典型光纤光栅构成微波光子滤波器的结构,并分析比较了各自的功能特点和不足。     

微波光子滤波器的平坦特性分析

随着微波光子学的发展,微波光子滤波器的应用和研究逐步成为研究热点,在深入研究光纤光栅、马赫曾德尔调制器以及掺铒光纤的基础上,提出了一种平坦微波光子滤波器的结构,通过理论计算和仿真,在光纤耦合器耦合系数为0.5、光纤光栅反射率为0.33、掺铒光纤增益为10,以及光纤耦合器耦合系数为0.4、光纤光栅反射率为0.5、掺铒光纤...     

基于多个FBG对共振腔微波光子滤波器的研究

在深入研究微波光子滤波器理论的基础上,提出了基于多个FBG对共振腔的微波光子滤波器,根据vernier效应得到了该系统的传输函数。以由两个FBG对组成的微波光子滤波器为例,讨论了反射率R和FBG对之间的间距L对系统传输性能的影响。并进一步研究了组合更多FBG对的微波光子滤波器传输性能,结果表明,随着组合基本陷波滤波器个数的增加,并通过调节FBG对之间的间距L,得到了高抑制比,大自由频程,高Q值的微波光子滤波器。     

一种基于掺铒光纤光栅环的微波光子滤波器

在深入研究掺铒光纤和光纤光栅的基础上, 提出了一种基于掺铒光纤光栅环的微波光子滤波器结构模型。根据信号流程图得到了该微波光子滤波器的传输函数, 讨论了光纤耦合器的耦合系数、掺铒光纤增益、光纤光栅反射率和光纤环长对系统传输性能的影响。通过理论计算和仿真分析可知, 在光纤耦合器的耦合系数为0.5、掺铒光纤增益为2、光纤光栅反射率为1时, 得到的微波光子滤波器的滤波效果最好。     

利用DIRECT算法设计基于FBG延迟线的微波光子滤波器

将DIRECF全局优化算法应用于微波光子滤波器的设计中,用C语言实现该算法来得到抽头系数,利用MATLAB对滤波器幅度响应进行仿真,分析了FBG反射系数搜索范围、抽头系数为正且具有对称性时对滤波特性的影响,并进行了优化设计,仿真结果表明了这种算法的可行性和有效性．     

一种基于掺铒光纤光栅环的微波光子滤波器

在深入研究掺铒光纤和光纤光栅的基础上,提出了一种基于掺铒光纤光栅环的微波光子滤波器结构模型。根据信号流程图得到了该微波光子滤波器的传输函数,讨论了光纤耦合器的耦合系数、掺铒光纤增益、光纤光栅反射率和光纤环长对系统传输性能的影响。通过理论计算和仿真分析可知,在光纤耦合器的耦合系数为0.5、掺铒光纤增益为2、光纤光栅反射率为1时,得到的微波光子滤波器的滤波效果最好。     

基于光纤环的可调谐微波光子滤波器

设计了2种基于光纤环和啁啾光栅（CFBGs）的无源可调谐微波光子滤波器的新颖结构。这两种结构的滤波器可通过改变输入光波长来实现滤波器自由频程（FSR）的调谐,其所需的FSR可通过光纤环中CFBs的写入位置来控制。研究结果表明,2种滤波器的结构是有效和可行的,在微波和毫米波光纤系统中有着潜在的应用价值。     

Q value analysis of microwave photonic filters

This paper first presents the fundamental principles of the microwave photonic filters.As an example to explain how to implement a microwave photonic filter, a specific finite impulse response (FIR) filter is illustrated.Next, the Q value of the microwave photonic filters is analyzed theoretically, and methods around how to gain high Q value are discussed.Then,divided into FIR filter, first-order infinite impulse response (IIR) filter, and multi-order IIR filter, several novel microwave photonic filters with high Q value are listed and compared.The technical difficulties to get high Q value in first-order IIR filter and multi-order IIR filter are analyzed concretely.Finally, in order to gain higher Q value, a multi-order IIR microwave photonic filter that easily extends its order is presented and discussed.     

基于双光源的可调谐微波光子滤波器

提出了一种基于双光源与双相移光纤光栅(DPS- FBG)的可调谐微波光子滤波器。双光源经过相 位调制后,利用DPS-FBG的反射模式中的两超窄陷波分别对两相位调制光信号的边带进行抑 制,实现相 位调制至强度调制的转换。通过调节两光源的中心波长可以实现单通带与双通带之间的切换 ,实现单通带 的中心频率可调以及3dB带宽可调,实现双通带频率同时可调或者单独可调。建立了理论模 型并进行了数 值分析,最后通过实验进行了验证。实现了滤波器通带的3dB带宽由180MHz增加为319MHz,中心频率从1GHz到7GHz可调。     

基于啁啾相移FBG的宽调谐单通带微波光子滤波器

为扩大单通带微波光子滤波器(MPF)的可调谐 范围,提出了一种基于啁啾相移光纤光栅(PS-FBG) 的宽调谐单通带MPF。首先对普通PS-FBG的反射谱和基于普通PS-FBG的单通带MPF频率响应 进行了理 论和实验研究;然后,采用传输矩阵方法分析了啁啾PS-FBG的相移量、折射率调制深度以 及相移点位置 对其反射谱特性的影响,进而分析了对基于啁啾PS-FBG的单通带MPF频率响应的影响。结果 表明,调节可调谐激光 源的波长,可实现单通带频率的可调;相对于普通PS-FBG,啁啾PS-FBG扩大了反射谱带宽 ,从而单通带MPF扩大了可调谐范围。适当设计啁啾PS-FBG的相移点的位置,可以使单通带M PF的可调谐范围进一步增加。     

基于无限冲激响应的微波光子级联滤波器

为进一步拓展微波光子滤波器的 FSR(自由谱范围)和提高滤波器的Q值,进行了 IIR(无限冲激响应)滤波器分别与FIR(有限冲激响应)滤波器和 IIR滤波器级联的研究。分析了两种级联结构的滤波特性并给出了相应的传输函数。IIR滤波器与FIR滤波器级联后的FSR与Q值是IIR滤波器的2n倍;IIR滤波器与IIR滤波器级联后的FSR是各个IIR滤波器的FSR的最小公倍数。用 Matlab软件仿真验证了两种级联结构的频率响应特性,实验验证了 IIR滤波器与 IIR滤波器的级联特性。IIR滤波器与 IIR滤波器的级联有望实现宽频率范围内的单通带滤波器。     

Key technologies on microwave photonic filter

Microwave photonic filter (MPF) as one of the key devices in the radio-on-fiber (ROF) system has attracted much interest recently.Some key technologies of MPF including the coherence,quality factor (Q) and reconfigurability are introduced.The difference between the incoherent and coherent MPF (ICMPF and CMPF) is given,and the methods to realize an ICMPF are also introduced.Higher Q factor MPF can be developed with more taps,and it is proved by simulation.Then the methods of finite and infinite impulse response MPF (FIRMPF and IIRMPF) are both given.At last,the reconfigurability is verified by four kinds of window functions.     

光子晶体与光子准晶复合型上下载滤波器

基于二维正方晶格光子晶体与十二重Stamfli型光子准晶提出了单环形腔上下载滤波器及双环形腔串联上下载滤波器.分析并对比了两种上下载滤波器的传输效率随光子准晶介质柱半径及折射率大小的变化规律,且对比了两种上下载滤波器的品质因数随环形腔中心介质柱半径及折射率大小的变化规律.结果表明,双环形腔串联复合型上下载滤波器的性能优于单环形腔复合型上下载滤波器.研究结果将为设计及制备优良上下载滤波器件提供一定指导作用.     

基于级联光纤环微波光子滤波器的微波倍频技术

为了得到高倍频的微波信号,实现获得了一种基于 外调制技术与级联光纤环微波光 子滤波器(FRMPF,fiber ring microwave photonic filters)的新型倍频微波信号光学产生 技术。利用外调制的方法,采用大功率信号驱动马赫曾德尔 调制器(MZM)得到了高阶谐波信号,再利用级联的FRMPF进行选频。理论计算与实验测试了FR MPF的滤波特性。通过调节每个FRMPF的环长,利用第1个FRMPF将基频信号与三阶谐波滤除 ,再通过第2个FRMPF将二阶谐波滤除,最终得到四倍频信号。 研究结果表明,利用频率为2.018GHz 的信号驱动MZM, 得到了 频率为8.073GHz的四倍频信号,信噪比(SNR)大于13dB。     

宽调谐范围的单通带微波光子滤波器的研究

基于相位调制技术和受激布里渊散射(SBS)效应,研制了可调谐单通带微波光子滤波器(MPF)。理论分析表明,通过引入频率间隔为受激布里渊频移量2倍的两个泵浦信号,使低频泵浦信号产生的损耗谱和高频泵浦信号产生的增益谱相抵消,所实现的滤波器的频率调谐范围为受激布里渊频移量的4倍,是单个泵浦信号时频率调谐范围的2倍,且随着泵浦光的数量增加滤波器的调谐范围呈倍数增长。实验测试了单泵浦条件下单通带可调谐滤波器的频率范围为0.8~18.2GHz,线宽为26MHz,带外抑制比为26dB,双泵浦时滤波器的频率调谐范围为0.8~31.1GHz。     

一种具有自动纠错功能的FIR滤波器研究

提出了一种有效实现自动纠错功能FIR数字滤波器技术,该技术采用2种不同架构的标准滤波器通过并行操作来完成。任一滤波器软错误的发生就会引起两个滤波器输出不匹配,达到检测错误的目的,增强了传统滤波器对差错检测和差错纠正的支持。最后对该滤波器地性能进行评估,该滤波器性能良好,纠错率接近100%,可广泛运用在各种信号处理中。