微波光子學濾波器及其應用的研究.pdf

1、隨著光纖通信技術的不斷發(fā)展，利用光子學技術處理微波和毫米波信號正引起人們越來越廣泛的興趣，并由此產生了一個新型的交叉學科—微波光子學。相比于傳統(tǒng)的微波信號處理，利用微波光子學的方法具有低損耗，高帶寬，抗電磁干擾，以及可調諧性和可重構性等優(yōu)點，并已在寬帶無線接入網，傳感網絡，雷達，衛(wèi)星通信和電子戰(zhàn)爭中得到廣泛的應用。微波光子學濾波器作為全光微波信號處理系統(tǒng)的核心器件，利用光纖和光器件使有用的微波信號通過而抑制噪聲和無用的微波頻率信號。目前

2、已在光載無線通信和光相控陣天線中發(fā)揮著重要的作用，并且具有和目前光纖通信系統(tǒng)相兼容的天然優(yōu)勢。本文的研究內容可以概括為以下幾點：
　　 （1）總結并分析了影響微波光子學濾波器頻率響應的幾個因素，即抽頭數，權值系數和時延差。利用離散傅里葉變換的原理，分析了如何通過設計濾波器的權值系數得到特定的頻率響應。利用半導體光放大器（SOA）的四波混頻和交叉增益調制效應實現了具有任意頻率響應的微波光子學濾波器。實驗結果顯示與理論分析相符。

3、r>　　 （2）提出了一種基于光微分器的全光移相器，并報道了兩種方案利用全光移相器實現了復系數微波光子學濾波器。這兩種方案分別利用了SOA的交叉相位調制和相位調制信號解調過程中的微分作用。實驗結果顯示兩種方案分別實現了可調諧范圍為一個和半個自由光譜范圍（FSR）的復系數微波光子學濾波器。
　　 （3）提出了一種利用法布里-珀羅半導體光放大器（FP-SOA）的相移特性實現復系數微波光子學濾波器的方案。此方案由多光束干涉特性提出，

4、利用FP-SOA中載流子濃度的改變，實現了大可調諧范圍的復系數微波光子學濾波器。我們還報道了利用全光希爾伯特變換實現微波移相器的方案。該方案可以在寬帶范圍內對微波相位進行連續(xù)調諧。
　　 （4）總結并分析了光學任意波形產生的原理。從光調制信號的傅里葉變換表達式出發(fā)，通過對信號每條譜線的強度和相位進行調制就可以改變輸出信號的波形。
　　 實驗中，我們提出了利用SOA的四波混頻效應產生了多條梳狀譜線，然后用可編程濾波器對每條