一种用于无线局域网的高形状因子的双通带微波光子滤波器，属于微波光子学技术领域。由第一激光器，相位调制器，光隔离器，矢量网络分析仪，高非线性光纤，第二激光器，第一强度调制器，第一双平行强度调制器，第一射频信号源，第一射频功分器，第一射频放大器，第二射频放大器，第二射频功分器，第三激光器，第二强度调制器，第二双平行强度调制器，第二射频信号源，第三射频功分器，第三射频放大器，第四射频放大器，第四射频功分器，第一光耦合器，光环形器和光电探测器组成。通过强度调制器和双平行强度调制器结合产生光频率梳，以光频率梳为泵浦光信号得到高形状因子的通带响应。采用两组光频率梳信号做为泵浦信号，实现对WLAN需要的两个通带的微波信号滤波。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波光子学
，具体涉及一种基于受激布里渊散射效应和光频率梳的用于无线局域网(WLAN)的高形状因子的双通带微波光子滤波器。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，频谱资源日益紧张，特别是在移动通信系统中，往往需要同时实现多个频段的信号传输及处理。要从纷繁复杂的信号频率中筛选出需要的信号，并有效滤除干扰信号，得到高接收效率、低噪声、低损耗的有用信号，对滤波器的带宽、形状因子等特性提出了更高的要求。根据我国移动频谱的划分，无线局域网(WLAN)的两个频段和带宽分别是2.4GHz(2400MHz～2483.5MHz)和5.725GHz(5725MHz～5850MHz)。大多数电域双通带微波滤波器调谐能力差，甚至通带频率和带宽不能调谐，这限制了滤波器的性能。随着光载无线电(RoF)技术的不断发展，适用于WLAN系统的双通带微波光子滤波器的研究具有重要的实用价值。Gao等人利用相移布拉格光栅与相位调制技术实现了两个通带输出，通带的频率为7.4GHz和5.4GHz，两个通带的形状因子均大于3(LiangGao,JiejunZhang,XiangfeiChen,JianpingYao,MicrowavePhotonicFilterWithTwoIndependentlyTunablePassbandsUsingaPhaseModulatorandanEquivalentPhase-ShiftedFiberBraggGrating,IEEETrans.Microw.TheoryTech.,2014,62(2):380-387)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于受激布里渊散射效应和光频率梳的用于无线局域网的高形状因子的双通带微波光子滤波器。本专利技术所述的高形状因子的双通带微波光子滤波器的结构如图1所示，由第一激光器，相位调制器，光隔离器，矢量网络分析仪，高非线性光纤，第二激光器，第一强度调制器，第一直流稳压电源，第一双平行强度调制器，第一射频信号源，第一射频功分器，第一射频放大器，第二射频放大器，第二射频功分器、第二直流稳压电源，第三直流稳压电源、第四直流稳压电源，第三激光器，第二强度调制器，第五直流稳压电源，第二双平行强度调制器，第二射频信号源，第三射频功分器，第三射频放大器，第四射频放大器，第四射频功分器，第六直流稳压电源，第七直流稳压电源、第八直流稳压电源，第一光耦合器，光环形器和光电探测器组成。第一强度调制器和第二强度调整器的结构和参数相同，均为普通的MZM(Mach-ZehnderModulator)，每个MZM有两个电信号输入端，分别是直流偏压(Vb)输入端口和射频信号(VRF1＝Vm1cos(ωm1t))输入端口，Vm1为射频信号的幅度，ωm1为射频信号的频率。令即α和mMZM是MZM的归一化直流偏压和调制指数，Vπ1是MZM的半波电压。第一双平行调制器(DPMZM)和第二双平行调制器(DPMZM)的基本结构相同，如图2所示，它由两个子MZM调制器MZM1、MZM2和一个主MZM调制器MZM3构成。MZM1、MZM2和MZM3都有自己独立的直流偏压输入端口，分别为VDC1、VDC2和VDC3，其中MZM1和MZM2还有各自相应的射频信号输入端口。本专利技术中将延时模块θ1，θ2，θ3，θ4均统一成0，即MZM1和MZM2的输入射频信号不存在相位差。DPMZM两个射频信号输入端接相同的输入信号为VRF2＝Vm2cos(ωm2t)。因此，DPMZM有四个输入变量，分别是射频信号输入VRF2和直流输入偏压VDC1、VDC2、VDC3。同样的，为了简化模型系数，把DPMZM的输入直流偏压和射频信号幅值均做归一化处理，Vb1，Vb2，Vb3为DPMZM的归一化直流偏压，即mDP为DPMZM的归一化调制指数，用表示，此处的Vπ2是DPMZM的半波电压。综上所述，在本专利技术中形成光频率梳时，MZM和DPMZM两个调制器中共有六个参数可以调节，分别是MZM的直流偏压Vb，射频输入信号VRF1，以及DPMZM的三个直流偏置电压VDC1、VDC2、VDC3和射频输入信号VRF2。第一激光器输出频率为fc的光信号作为光载波被送到相位调制器中，由矢量网络分析仪输出的具有一定频带宽度的待滤波的小幅微波信号通过相位调制器加载到光载波上，经相位调制器后输出的相位相反、强度相等的一系列一阶上边带和下边带信号经光隔离器进入到高非线性光纤中；第二激光器和第三激光器分别输出频率为fp1和fp2的光信号，第二激光器所在的支路记为第一支路101，第三激光器所在的支路记为第二支路201，第一射频信号源输出的信号经第一射频功分器均匀分成两路信号，分别记为第三支路301、第四支路401，第三支路301输出的信号被第二射频放大器放大，第二射频放大器与第一强度调制器的射频输入端相连接，第一支路101输出的光信号进入第一强度调制器，被第二射频信号放大器输出的射频信号调制，第一直流稳压电源与第一强度调制器的直流偏置输入相连接，第一强度调制器输出的信号输入到第一双平行强度调制器中，第四支路401输出的射频信号经第一射频放大器放大，然后被第二射频功分器均分成两路分别与图2中的第一双平行强度调制器的两个射频输入端相连接，第二直流稳压电源、第三直流稳压电源和第四直流稳压电源分别与第一双平行强度调制器的MZM1、MZM2和MZM3的直流偏压输入端相连接。第二射频信号源输出的射频信号经第三射频功分器均匀分成两路信号，分别记为第五支路501、第六支路601，第五支路501输出的射频信号被第三射频放大器放大，第三射频放大器与第二强度调制器的射频输入端相连接，第二支路201输出的光信号输入到第二强度调制器中，被第三射频信号放大器输出的射频信号调制，第五直流稳压电源与第二强度调制器的直流偏置输入相连接，第二强度调制器输出的信号输入到第二双平行强度调制器中，第六支路601输出的射频信号经第四射频放大器，然后被第四射频功分器均分成两路分别与图2中的第二双平行强度调制器的两个射频输入端相连接，第六直流稳压电源、第七直流稳压电源和第八直流稳压电源分别与第二双平行强度调制器的MZM1、MZM2和MZM3的直流偏压输入端相连接。第一双平行强度调制器和第二双平行强度调制器输出的信号以1：1的强度比例耦合到第一光耦合器中，第一光耦合器的输出经光环形器的1端口进入高非线性光纤中，高非线性光纤中的光信号经光环形器的2端口输入，由3端口输出后经光电探测器然后送入网本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于无线局域网的高形状因子的双通带微波光子滤波器，其特征在于：由第一激光器，相位调制器，光隔离器，矢量网络分析仪，高非线性光纤，第二激光器，第一强度调制器，第一直流稳压电源，第一双平行强度调制器，第一射频信号源，第一射频功分器，第一射频放大器，第二射频放大器，第二射频功分器、第二直流稳压电源，第三直流稳压电源、第四直流稳压电源，第三激光器，第二强度调制器，第五直流稳压电源，第二双平行强度调制器，第二射频信号源，第三射频功分器，第三射频放大器，第四射频放大器，第四射频功分器，第六直流稳压电源，第七直流稳压电源，第八直流稳压电源，第一光耦合器，光环形器和光电探测器组成；第一强度调制器和第二强度调整器的结构和参数相同，均为普通的MZM，每个MZM有两个电信号输入端，分别是直流偏压输入端和射频信号输入端；第一双平行调制器和第二双平行调制器的基本结构相同，分别由两个子MZM调制器MZM1、MZM2和一个主MZM调制器MZM3构成，MZM1、MZM2和MZM3都有自己独立的直流偏压输入端口，MZM1和MZM2还有各自相应的射频信号输入端口；第一激光器输出频率为fc的光信号作为光载波被送到相位调制器中，由矢量网络分析仪输出的具有一定频带宽度的待滤波的小幅微波信号通过相位调制器加载到光载波上，经相位调制器后输出的相位相反、强度相等的一系列一阶上边带和下边带信号经光隔离器进入到高非线性光纤中；第二激光器和第三激光器分别输出频率为fp1和fp2的光信号，第二激光器所在的支路记为第一支路101，第三激光器所在的支路记为第二支路201，第一射频信号源输出的信号经第一射频功分器均匀分成两路信号，分别记为第三支路301、第四支路401，第三支路301输出的信号被第二射频放大器放大，第二射频放大器与第一强度调制器的射频输入端相连接，第一支路101输出的光信号进入第一强度调制器，被第二射频信号放大器输出的射频信号调制，第一直流稳压电源与第一强度调制器的直流偏置输入相连接，第一强度调制器输出的信号输入到第一双平行强度调制器中，第四支路401输出的射频信号经第一射频放大器放大，然后被第二射频功分器均分成两路分别与第一双平行强度调制器的两个射频输入端相连接，第二直流稳压电源、第三直流稳压电源和第四直流稳压电源分别与第一双平行强度调制器的MZM1、MZM2和MZM3的直流偏压输入端相连接；第二射频信号源输出的射频信号经第三射频功分器均匀分成两路信号，分别记为第五支路501、第六支路601，第五支路501输出的射频信号被第三射频放大器放大，第三射频放大器与第二强度调制器的射频输入端相连接，第二支路201输出的光信号输入到第二强度调制器中，被第三射频信号放大器输出的射频信号调制，第五直流稳压电源与第二强度调制器的直流偏置输入相连接，第二强度调制器输出的信号输入到第二双平行强度调制器中，第六支路601输出的射频信号经第四射频放大器，然后被第四射频功分器均分成两路分别与第二双平行强度调制器的两个射频输入端相连接，第六直流稳压电源、第七直流稳压电源和第八直流稳压电源分别与第二双平行强度调制器的MZM1、MZM2和MZM3的直流偏压输入端相连接；第一双平行强度调制器和第二双平行强度调制器输出的信号以1：1的强度比例耦合到第一光耦合器中，第一光耦合器的输出经光环形器的1端口进入高非线性光纤中，高非线性光纤中的光信号经光环形器的2端口输入，由3端口输出后经光电探测器然后送入网络分析仪中。...
【技术特征摘要】
1.一种用于无线局域网的高形状因子的双通带微波光子滤波器，其特征在于：
由第一激光器，相位调制器，光隔离器，矢量网络分析仪，高非线性光纤，第二
激光器，第一强度调制器，第一直流稳压电源，第一双平行强度调制器，第一射
频信号源，第一射频功分器，第一射频放大器，第二射频放大器，第二射频功分
器、第二直流稳压电源，第三直流稳压电源、第四直流稳压电源，第三激光器，
第二强度调制器，第五直流稳压电源，第二双平行强度调制器，第二射频信号源，
第三射频功分器，第三射频放大器，第四射频放大器，第四射频功分器，第六直
流稳压电源，第七直流稳压电源，第八直流稳压电源，第一光耦合器，光环形器
和光电探测器组成；
第一强度调制器和第二强度调整器的结构和参数相同，均为普通的MZM，
每个MZM有两个电信号输入端，分别是直流偏压输入端和射频信号输入端；第
一双平行调制器和第二双平行调制器的基本结构相同，分别由两个子MZM调制
器MZM1、MZM2和一个主MZM调制器MZM3构成，MZM1、MZM2和MZM3都
有自己独立的直流偏压输入端口，MZM1和MZM2还有各自相应的射频信号输入
端口；
第一激光器输出频率为fc的光信号作为光载波被送到相位调制器中，由矢量
网络分析仪输出的具有一定频带宽度的待滤波的小幅微波信号通过相位调制器
加载到光载波上，经相位调制器后输出的相位相反、强度相等的一系列一阶上边
带和下边带信号经光隔离器进入到高非线性光纤中；第二激光器和第三激光器分
别输出频率为fp1和fp2的光信号，第二激光器所在的支路记为第一支路101，第
三激光器所在的支路记为第二支路201，第一射频信号源输出的信号经第一射频
功分器均匀分成两路信号，分别记为第三支路301、第四支路401，第三支路301
输出的信号被第二射频放大器放大，第二射频放大器与第一强度调制器的射频输
入端相连接，第一支路101输出的光信号进入第一强度调制器，被第二射频信号
放大器输出的射频信号调制，第一直流稳压电源与第一强度调制器的直流偏置输
入相连接，第一强度调制器输出的信号输入到第一双平行强度调制器中，第四支
路401输出的射频信号经第一射频放大器放大，然后被第二射频功分器均分成两
路分别与第一双平行强度调制器的两个射频输入端相连接，第二直流稳压电源、
第三直流稳压电源和第四直流稳压电源分别与第一双平行强度调制器的MZM1、
MZM2和MZM3的直流偏压输入端相连接；
第二射频信号源输出的射频信号经第三射频功分器均匀分成两路信号，分别
记为第五支路501、第六支路601，第五支路501输出的射频信号被第三射频放大
器放大，第三射频放大器与第二强度调制器的射频输入端相连接，第二支路201
\t输出的光信号输入到第二强度调制器中，被第三射频信号放大器输出的射频信号
调制，第五直流稳压电源与第二强度调制器的直流偏置输入相连接，第二强度调
制器输出的信号输入到第二双平行强度调制器中，第六支路601输出的射频信号
经第四射频放大器，然后被第四射频功分器均分成两路分别与第二双平行强度调
制器的两个射频输入端相连接，第六直流稳压电源、第七直流稳压电源和第八直
流稳压电源分别与第二双平行强度调制器的MZM1、MZM2和MZM3的直流偏压
输入端相连接；
第一双平行强度调制器和第二双平行强度调制器输出的信号以1：1的强度
比例耦合到第一光耦合器中，第一光耦合器的...
【专利技术属性】
技术研发人员：董玮，张琪，张歆东，郭文滨，周敬然，温善鹏，沈亮，阮圣平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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