高性能的微波光子滤波器的研究

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1、分类号：TN29单位代码：10183研究生学号：2015514008密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）高性能的微波光子滤波器的研究Thestudyofhighperformancemicrowavephotonicfilter作者姓名：姜凌珂类别：工程硕士领域（方向）：集成电路工程指导教师：董玮教授培养单位：电子科学与工程学院2018年6月高性能的微波光子滤波器的研究Thestudyofhighperformancemicrowavephotonicfilter作者姓名：姜凌珂领域（方向）：集成电路工程指导教师：董玮教授类别：工程硕

2、士答辩日期：2018年5月25日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使。否则。用不在此限），应承担侵权的法律责任吉林大学硕士学位论文原创性声明：所呈交学位论文本人郑重声明，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，

3、均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期Ａｔ年占月冰日摘要高性能的微波光子滤波器的研究摘要我们的社会在逐步发展，高新技术产业也越来越进步，为了提高通信的速度与准确度，很多学者们都想到了把无线接入网络与光通信结合在一起。为实现这个想法，学者们开辟了一个新兴的、把微波和光学结合在一起的、交叉互补的学科，那就是微波光子学（MicrowavePhotonics,MWP）。该领域主要是研究如何把光子知识利用到微波信号上来，进而进行产生、处理和传输。以此作为基础，衍生出来的微波光子滤波器

4、（MicrowavePhotonicFilters,MPF），具有很多传统方法中的电域滤波器所不具备的优势，例如可以克服电子瓶颈的限制、瞬时带宽大、带宽可调谐可重构、损耗低、占用空间很小、抗电磁干扰能力强等等。微波光子滤波器可以使用在光载无线电传输系统（Radio-over-Fiber,RoF）、光控相控阵雷达和电子对抗等非常广泛的领域。微波光子滤波器作为通信链路中非常重要的模块，质量的好坏会对整个通信系统的性能造成直接的影响。本文主要研究基于受激布里渊散射效应（StimulatedBrillouinScattering,SBS）的不同种类

5、的单通带微波光子滤波器、宽频率可调谐微波光子滤波器和通带可重构的微波光子陷波滤波器。本文介绍了微波光子学和微波光子滤波器的基本理论、国内外研究进展和应用，以及受激布里渊散射发生的过程，也介绍了布里渊增益谱损耗谱、耦合方程、阈值等，搭建实际链路系统测试了布里渊频移。利用增益谱和损耗谱的抵消，增加滤波器的频率可调谐范围。布里渊的增益谱和损耗谱的峰值中心频率如果相同，那么它们二者就可以相互抵消，这样如果引入多个泵浦光信号，让相邻的泵浦光与泵浦光之间的频率间隔设为2vB(vB为布里渊频移)，这样高频区的泵浦光产生的增益谱与低频区泵浦光的损耗谱就会抵

6、消，就使滤波器的可调谐中心频率的范围为2NvB(N是泵浦光的个数)。利用相位调制、强度调制、受激布里渊散射效应构建了单通带微波光子滤波器系统，进行了理论分析、数值仿真与实验验证，探究了3dB带宽和带外抑制比随着泵浦功率的变化情况，对比了激光源直接作为泵浦信号和调制信号作为泵浦信号的滤波器这两种系统的稳定性。普通滤波器的频率调谐范围约为0.5GHz-18.3GHz，3dB带宽为23MHz，带外抑制比为30dB；宽调谐滤波器的频率调谐范围约为0.9GHz-31.3GHz，3dB带宽为26MHz，带外抑制比为26dB。本文设计了一种与之前通带滤波

7、器频率响应相反的陷波滤波器，通过改变泵浦信号的个数和频率，实现陷波个数、陷波频率和陷波谱型的重构。有三种情况：I摘要当第一微波信号源的输入频率为2vB时，系统会输出单个陷波，且中心频率可调谐范围取决于泵浦信号的数量；当频率大于2vB时，滤波器可以产生多个陷波，且泵浦信号个数不同，陷波个数不同；当频率在0到vB之间时，多个泵浦信号产生的增益谱相互叠加，会产生一个带宽被展宽的陷波。关键词：微波光子滤波器，受激布里渊散射，单通带，可调谐，可重构，陷波IIAbstractThestudyofhighperformancemicrowavephoto

8、nicfilterAbstractOursocietyisgraduallydeveloping,high-techindustriesarealsomakingprogress