【摘要】：我們的社會在逐步發(fā)展,高新技術產業(yè)也越來越進步,為了提高通信的速度與準確度,很多學者們都想到了把無線接入網絡與光通信結合在一起。為實現這個想法,學者們開辟了一個新興的、把微波和光學結合在一起的、交叉互補的學科,那就是微波光子學(Microwave Photonics,MWP)。該領域主要是研究如何把光子知識利用到微波信號上來,進而進行產生、處理和傳輸。以此作為基礎,衍生出來的微波光子濾波器(Microwave Photonic Filters,MPF),具有很多傳統(tǒng)方法中的電域濾波器所不具備的優(yōu)勢,例如可以克服電子瓶頸的限制、瞬時帶寬大、帶寬可調諧可重構、損耗低、占用空間很小、抗電磁干擾能力強等等。微波光子濾波器可以使用在光載無線電傳輸系統(tǒng)(Radio-over-Fiber,RoF)、光控相控陣雷達和電子對抗等非常廣泛的領域。微波光子濾波器作為通信鏈路中非常重要的模塊,質量的好壞會對整個通信系統(tǒng)的性能造成直接的影響。本文主要研究基于受激布里淵散射效應(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)的不同種類的單通帶微波光子濾波器、寬頻率可調諧微波光子濾波器和通帶可重構的微波光子陷波濾波器。本文介紹了微波光子學和微波光子濾波器的基本理論、國內外研究進展和應用,以及受激布里淵散射發(fā)生的過程,也介紹了布里淵增益譜損耗譜、耦合方程、閾值等,搭建實際鏈路系統(tǒng)測試了布里淵頻移。利用增益譜和損耗譜的抵消,增加濾波器的頻率可調諧范圍。布里淵的增益譜和損耗譜的峰值中心頻率如果相同,那么它們二者就可以相互抵消,這樣如果引入多個泵浦光信號,讓相鄰的泵浦光與泵浦光之間的頻率間隔設為2v_B(v_B為布里淵頻移),這樣高頻區(qū)的泵浦光產生的增益譜與低頻區(qū)泵浦光的損耗譜就會抵消,就使濾波器的可調諧中心頻率的范圍為2Nv_B(N是泵浦光的個數)。利用相位調制、強度調制、受激布里淵散射效應構建了單通帶微波光子濾波器系統(tǒng),進行了理論分析、數值仿真與實驗驗證,探究了3dB帶寬和帶外抑制比隨著泵浦功率的變化情況,對比了激光源直接作為泵浦信號和調制信號作為泵浦信號的濾波器這兩種系統(tǒng)的穩(wěn)定性。普通濾波器的頻率調諧范圍約為0.5GHz-18.3GHz,3dB帶寬為23MHz,帶外抑制比為30dB;寬調諧濾波器的頻率調諧范圍約為0.9 GHz-31.3GHz,3dB帶寬為26MHz,帶外抑制比為26dB。本文設計了一種與之前通帶濾波器頻率響應相反的陷波濾波器,通過改變泵浦信號的個數和頻率,實現陷波個數、陷波頻率和陷波譜型的重構。有三種情況:當第一微波信號源的輸入頻率為2v_B時,系統(tǒng)會輸出單個陷波,且中心頻率可調諧范圍取決于泵浦信號的數量;當頻率大于2v_B時,濾波器可以產生多個陷波,且泵浦信號個數不同,陷波個數不同;當頻率在0到v_B之間時,多個泵浦信號產生的增益譜相互疊加,會產生一個帶寬被展寬的陷波。
【圖文】：

圖 1.1 傳統(tǒng)微波濾波器用來接收從外部獲得的微波信號，然后輸入至微波電路中進行輸出。從圖中可以看出，傳統(tǒng)電域濾波器受制于電子瓶頸，易損耗大，系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且靈活度不夠。而微波光子濾波的系線仍然是接收外來的微波信號輸入到調制器中，把微波信號加

從圖中可以看出，傳統(tǒng)電域濾波器受制于電子瓶頸，易受電系統(tǒng)損耗大，系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且靈活度不夠。而微波光子濾波的系統(tǒng)如，天線仍然是接收外來的微波信號輸入到調制器中，把微波信號加載到，在光信號處理器中進行傳輸和處理，通過光電探測器的光電轉換之原來的微波信號再輸出[10]。雖然結構變得更復雜一些，使用的光器件種，但系統(tǒng)損耗低、帶寬大且可調諧可重構、抗電磁干擾能力強，性能更所以，研究微波光子學，對科學的進步，人類的發(fā)展，，通信的便捷準至關重要的意義。研究人員主要把該學科用在以下幾個方面：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN713

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本文編號：2618090