一种微波光子滤波器及带宽调谐方法技术

本发明专利技术公开了一种微波光子滤波器及带宽调谐方法，涉及微波光子信号产生领域，包括：光输入单元，其用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号，且所述光输入单元可调节所述第一光信号和/或第二光信号的功率；单边带信号调制模块，其用于接收并调制所述第一光信号；基于片上集成系统的光力谐振模块，其用于接收第二光信号和调制后的所述第一光信号，且用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，并还通过所述声子信号调制所述第二光信号，以产生窄带响应；其中，所述第一光信号和第二光信号的功率被配置为可使产生窄带响应后的带宽达到预设值。本发明专利技术可基于集成器件实现超窄带宽且带宽可调的微波光子滤波器。

【技术实现步骤摘要】
一种微波光子滤波器及带宽调谐方法
本专利技术涉及微波光子信号处理领域，具体涉及一种微波光子滤波器及带宽调谐方法。
技术介绍
随着通信速率和通信容量的不断提升，通信所采用的微波信号频段也在不断提高。然而，受制于电子器件处理速度和高频微波信号传输损耗的影响，微波技术在向高频拓展的过程中遇到了较大的阻力。微波光子学利用光子技术来产生、处理和传输微波信号，借助于光子技术高速、大带宽和低传输损耗等优点，可以有效地解决微波技术向高频拓展的问题。作为微波信号处理中的重要器件，微波光子滤波器是微波光子系统中必不可少的部件，并在通信、雷达、电子战对抗和卫星通讯等领域都有着重要的应用。目前利用分立器件实现的微波光子滤波器已经比较成熟，但是较大的体积和功耗、较低的稳定性限制了分立系统的实用性，因此基于集成器件的微波光子滤波器是目前主流的研究方向。3dB带宽是衡量滤波器性能的重要参数，虽然目前也已经实现了各式各样的集成微波光子滤波器，但是实现超窄带宽仍然比较困难。另外，微波光子滤波器相比于传统电子滤波器的一个巨大优势就是能够实现更好的灵活性，目前鲜有在提升微波光子滤波器滤波性能的同时，还实现较好灵活性的集成方案。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供一种能实现超窄带宽且带宽可调的微波光子滤波器。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种微波光子滤波器，包括：光输入单元，其用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号，且所述光输入单元可调节所述第一光信号和/或第二光信号的功率；单边带信号调制模块，其用于接收并调制所述第一光信号；基于片上集成系统的光力谐振模块，其用于接收第二光信号和调制后的所述第一光信号，且用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，并还通过所述声子信号调制所述第二光信号，以产生窄带响应；其中，所述第一光信号和第二光信号的功率被配置为可使产生窄带响应后的带宽达到预设值。一些实施例中，所述微波光子滤波器还包括：光学滤波模块，其用于接收调制后的所述第二光信号。一些实施例中，所述微波光子滤波器还包括：光环形器，其包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口用于与所述光输入单元相连，所述第二端口与所述光力谐振模块相连，所述第三端口与所述光学滤波模块相连。一些实施例中，所述微波光子滤波器还包括：光电探测器，其包括光学输入端口和射频输入端口，所述光学输入端口与所述光学滤波模块相连，所述射频输入端口用于输出微波信号。一些实施例中，所述光力谐振模块包括依次连接的第一光波导、第一耦合器、第一光力谐振腔、声子波导、第二光力谐振腔、第二耦合器和第二光波导；所述第一光波导用于接收调制后的所述第一光信号，所述第一耦合器用于将调制后的所述第一光信号耦合进所述第一光力谐振腔，以产生所述声子信号；所述第二光波导用于接收所述第二光信号，所述第二耦合器用于将所述第二光信号耦合进所述第二光力谐振腔；所述第二光力谐振腔用于接收通过所述声子波导传输的所述声子信号，以使所述声子信号对第二光信号进行调制，以产生窄带响应；所述第二耦合器还用于将调制后的所述第二光信号输出到第二光波导。一些实施例中，所述第一光波导的输入端和第二光波导的输出端上设有耦合光栅。一些实施例中，所述单边带信号调制模块为双驱动马赫曾德尔调制器，或由相位调制器与光学带通滤波器构成。一些实施例中，所述光输入单元包括：第一光输入模块，其包括激光器、偏振控制器和光衰减器，用于输出所述第一光信号；第二光输入模块，其包括激光器、偏振控制器和光衰减器，用于输出所述第二光信号。本专利技术第二方面提供一种能实现超窄带宽的带宽调谐方法。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种利用上述微波光子滤波器的带宽调谐方法，该方法包括以下步骤：利用光输入单元分别输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号；利用单边带信号调制模块接收并调制所述第一光信号；通过光力谐振模块进行谐振，使调制后的所述第一光信号产生声子信号，并通过所述声子信号调制所述光力谐振模块接收的所述第二光信号并输出，以产生窄带响应；调节所述第一光信号和/或第二光信号的功率，使产生窄带响应的带宽达到预设值。一些实施例中，所述光力谐振模块包括依次连接的第一光波导、第一耦合器、第一光力谐振腔、声子波导、第二光力谐振腔、第二耦合器和第二光波导；所述通过光力谐振模块进行谐振，使调制后的所述第一光信号产生声子信号，并通过所述声子信号调制所述光力谐振模块接收的所述第二光信号并输出，以产生窄带响应，包括：利用第一光波导接收调制后的所述第一光信号，并通过所述第一耦合器将调制后的所述第一光信号耦合进所述第一光力谐振腔，以产生所述声子信号；利用第二光波导接收所述第二光信号，并通过所述第二耦合器将所述第二光信号耦合进所述第二光力谐振腔；利用第二光力谐振腔接收通过所述声子波导传输的所述声子信号，使所述声子信号对第二光信号进行调制，以产生窄带响应。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中的微波光子滤波器，其包括光输入单元、单边带信号调制模块和基于片上集成系统的光力谐振模块。光输入单元用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号。光力谐振模块用于接收第二光信号和调制后的所述第一光信号，且用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，并还通过所述声子信号调制所述第二光信号，以产生窄带响应。通过调节第一光输入模块和第二光输入模块，改变第一光信号和/或第二光信号的功率，可以对所产生窄带响应的带宽进行调谐，从而基于集成器件实现了超窄带宽且带宽可调的微波光子滤波器。附图说明图1为本专利技术实施例中微波光子滤波器的结构框图；图2为本专利技术实施例中光力谐振模块的结构框图；图3为本专利技术实施例中带宽调谐方法的流程图；图4为图3中步骤S3的流程图。图中：100-第一光输入模块，200-单边带信号调制模块，300-光力谐振模块，310-第一光波导，320-第一耦合器，330-第一光力谐振腔，340-声子波导，350-第二光力谐振腔，360-第二耦合器，370-第二光波导，400-第二光输入模块，500-光环形器，600-光学滤波模块，700-光电探测器。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种微波光子滤波器，其包括光输入单元、单边带信号调制模块200和基于片上集成系统的光力谐振模块300。...

【技术保护点】
1.一种微波光子滤波器，其特征在于，包括：/n光输入单元，其用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号，且所述光输入单元可调节所述第一光信号和/或第二光信号的功率；/n单边带信号调制模块，其用于接收并调制所述第一光信号；/n基于片上集成系统的光力谐振模块，其用于接收第二光信号和调制后的所述第一光信号，且用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，并还通过所述声子信号调制所述第二光信号，以产生窄带响应；/n其中，所述第一光信号和第二光信号的功率被配置为可使产生窄带响应后的带宽达到预设值。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波光子滤波器，其特征在于，包括：
光输入单元，其用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号，且所述光输入单元可调节所述第一光信号和/或第二光信号的功率；
单边带信号调制模块，其用于接收并调制所述第一光信号；
基于片上集成系统的光力谐振模块，其用于接收第二光信号和调制后的所述第一光信号，且用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，并还通过所述声子信号调制所述第二光信号，以产生窄带响应；
其中，所述第一光信号和第二光信号的功率被配置为可使产生窄带响应后的带宽达到预设值。


2.如权利要求1所述的微波光子滤波器，其特征在于，所述微波光子滤波器还包括：
光学滤波模块，其用于接收调制后的所述第二光信号。


3.如权利要求2所述的微波光子滤波器，其特征在于，所述微波光子滤波器还包括：
光环形器，其包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口用于与所述光输入单元相连，所述第二端口与所述光力谐振模块相连，所述第三端口与所述光学滤波模块相连。


4.如权利要求2所述的微波光子滤波器，其特征在于，所述微波光子滤波器还包括：
光电探测器，其包括光学输入端口和射频输入端口，所述光学输入端口与所述光学滤波模块相连，所述射频输入端口用于输出微波信号。


5.如权利要求1所述的微波光子滤波器，其特征在于：
所述光力谐振模块包括依次连接的第一光波导、第一耦合器、第一光力谐振腔、声子波导、第二光力谐振腔、第二耦合器和第二光波导；
所述第一光波导用于接收调制后的所述第一光信号，所述第一耦合器用于将调制后的所述第一光信号耦合进所述第一光力谐振腔，以产生所述声子信号；
所述第二光波导用于接收所述第二光信号，所述第二耦合器用于将所述第二光信号耦合进所述第二光力谐振腔；
所述第二光力谐振腔用于接收通过所述声子波导传输的所述声子信号，以使所述声子信号对第二光信号进行调制，以产生窄带响应；
所述第二耦合器还用于将调制后的所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐路，王磊，肖希，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，武汉光谷信息光电子创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42