基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器，涉及一种微波光子滤波器，用于光纤微波通信、微波光子等领域。解决了微波光子滤波器品质因数，滤波性能，实现平坦带通、带阻问题。可调谐激光器经第一光纤耦合器与第一、二马赫增德尔调制器光信号输入端相连；第一、二马赫增德尔调制器的调制信号输入端分别与第一、二射频信号发生器相连；输出端经过第一、二光纤连接到第二光纤耦合器，与第三光纤耦合器的第一输入端相连，第三光纤耦合器的第一输出端经光电探测器与网络分析仪相连；第二输出端经光纤变频器与第一波分复用器的第一端相连，第一波分复用器的第二端与第一泵浦相连，第三端经掺杂有源光纤与第三光纤耦合器的第二输入端相连。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微波光子滤波器，适用于光纤微波通信(RoF=Radio on/over Fiber)、微波光子、卫星通信以及雷达等领域。
技术介绍
日新月异的通信技术和IT技术，促进社会不断发展。大容量数字微波传输系统投入使用后不久，就被大容量长距离光纤通信系统取代。近几年，伴随着电子技术高速、高频化的出现，毫米波波段又迎来复兴期，在电磁波波段，先进的光纤通信技术正发挥着作用。 对人类来说，21世纪留给人们的最大资产是电波和光融合的电磁波波段。换言之，现代通信的关键是“光和无线”。微波在卫星通信和陆地移动通信系统中的应用日益普遍，而微波滤波器在通信系统中占有十分重要的地位，是一种关键的射频器件。目前微波滤波器的发展趋势主要包括阶跃阻抗谐振滤波器，具有较好的抑制谐波性能且加工尺寸小；微波有源滤波器，可以不失真地通过所要求的通带信号，同时尽可能大地抑制不需要的阻带信号，是实现该频段低损耗和高性能微波集成滤波器的重要手段，具有很大的市场潜力；薄膜声学体波共振技术，在小型化方面占有绝对的优势，可实现体积小于目前基于陶瓷产品10%的产品；此外，微波、毫米波通信，雷达、测量仪表等系统和设备， 要求微波器件与电路达到更高、更新的水平，超导材料的出现为微波技术的发展带来新的推动力。随着移动通信、电子对抗和导航技术的飞速发展，对新的微波元器件的需求和现有器件性能的改善提出了更高的要求。微波光子技术将微波学和光学融合在一起，成为一个全新的
，通常称为 Microwave Isotonics (简称MWP)。光子技术和微波、毫米波的集成在远程通信的发展上打开了一个神奇的、充满希望的领域。光技术和电波技术相融合，利用光纤具有的低损耗、大容量、无感应、重量轻、易于搬运等特点，在传统的微波技术中引入光技术，可组成信息社会的基础网络，达到个别技术不断发展也无法实现的通信系统高功能化和高度化。最近十年， 微波光子学引起了世界各国的重视，现在专门的微波光子国际会议每年在北美、欧洲、亚太地区轮流召开，其中2009年在北京成功举行。事实上，由于在微波/毫米波光纤系统中潜在的应用价值，光域上的微波信号处理技术已经引起了众多研究者的兴趣，成为近年来一个国际上的研究热点。比起传统的电子微波滤波器，微波光子滤波器有着电磁环境兼容性好、体积小、重量轻和工作带宽较宽等优点。光纤光栅具有良好的波长选择性能和滤波特性，能以灵巧的方式构建微波光子滤波器，因此近年提出了许多基于光纤光栅的微波光子滤波器结构，如不平衡马赫曾德干涉仪结构、基于宽带光源和光纤光栅阵列的结构、采用超结构光栅和宽带光源的结构、采用光纤光栅对的结构、基于可调谐激光器和光纤光栅的结构以及应用计算机控制差分延迟线的可调滤波结构等，但是存在的主要问题是成本较高，结构复杂，可调谐性较差，尤其是在通带或者阻带内的平坦性很差，因此在信道平衡以及选择中的应用受到了很大的限制。纵观国内外的相关研究，对于平坦微波光子滤波器的报导非常少，而且大都利用了光纤光栅的结构，但光纤光栅具有对环境敏感的特性，因此不利于实际的应用。总之，微波滤波器在通信系统中占有十分重要的地位，是一种关键的射频器件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提高微波光子滤波器的品质因数，改善滤波器性能，提供一种基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器，同时实现平坦带通以及平坦带阻的效果。本专利技术的技术方案基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器，构成该滤波器的器件之间的连接为可调谐激光器的输出端接第一光纤耦合器的输入端，第一光纤耦合器的一个输出端与第一马赫增德尔调制器的光信号输入端口相连，第一光纤耦合器的另一个输出端与第二马赫增德尔调制器的光信号输入端口相连。第一射频信号发生器与第一马赫增德尔调制器的调制信号输入端口相连，第二射频信号发生器与第二马赫增德尔调制器的调制信号输入端口相连。第一马赫增德尔调制器的输出端口与第一光纤的一端相连，第二马赫增德尔调制器的输出端口与第二光纤的一端相连，第一光纤和第二光纤的另一端分别连接到第二光纤耦合器的两个输入端，第二光纤耦合器的输出端与第三光纤耦合器的第一输入端口相连。第三光纤耦合器的第一输出端口和光电探测器的输入端相连，光电探测器的输出端与网络分析仪的输入端相连。第三光纤耦合器的第二输出端口与光纤变频器的输入端相连，光纤变频器的输出端与第一波分复用器的第一端口相连，第一波分复用器的第二端口与第一泵浦相连，第一波分复用器的第三端口通过掺杂有源光纤与第三光纤耦合器的第二输入端口相连。本专利技术的有益效果具体如下本专利技术所述的基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器，充分利用马赫增德尔加载不同偏置电压产生η的相位差的特性，在光纤耦合器输入与输出端构成的光纤环中加入掺杂有源光纤，大幅度提高了微波光子滤波器的品质因数，改善了微波光子滤波器的性能，其自由频程可通过调节光纤以及掺杂有源光纤的长度实现调谐，滤波的频率通过调节光纤变频器而进行改变，整个结构通过调节光纤耦合器的分光比，掺杂光纤产生的增益实现平坦带通以及平坦带阻的效果。该高性能的微波光子滤波器与低噪声前置放大器、小型制冷机和电子控制系统可组成滤波器系统代替现有移动通信基站中由普通金属滤波器组成的常规滤波器系统，能够较大幅度地提高通话质量，增加通话容量，扩大基站的覆盖面积，增强基站的抗干扰能力，降低手机发射功率，具有诱人的发展前景。基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器具有带通，高品质因数，稳定，结构简单，而且同时实现平坦带通以及平坦带阻的作用。附图说明图1为基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器同向泵浦结构示意图。图2为基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器后向泵浦结构示意图。图3为基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器双向泵浦结构示意图。图中可调谐激光器10、第一光纤耦合器21、第二光纤耦合器22、第一光纤41、 第二光纤42、光纤变频器50、第一泵浦70、第二泵浦71、光电探测器80、掺杂有源光纤90、 第一射频信号发生器121、第二射频信号发生器122。第一马赫增德尔调制器的光信号输入、调制信号输入、输出端口(311、312、313)，第二马赫增德尔调制器的光信号输入、调制信号输入、输出端口(321、322、323)，第三光纤耦合器的第一、二、三输出端口(1001、1002、 1003)。第一波分复用器的第一、第二、第三端口(601、602、603)，第二波分复用器的第一、第二、第三端口(611、612、613)。具体实施方式下面结合附图对为基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器作进一步描述。实施例一基于马赫增德尔调制器和变频器的平坦微波光子滤波器，如图1，构成该滤波器的器件之间的连接为可调谐激光器10的输出端接第一光纤耦合器21的输入端，第一光纤耦合器21的一个输出端与第一马赫增德尔调制器的光信号输入端口 311相连，第一光纤耦合器21的另一个输出端与第二马赫增德尔调制器的光信号输入端口 321相连。第一射频信号发生器121与第一马赫增德尔调制器的调制信号输入端口 312相连，第二射频信号发生器122与第二马赫增德尔调制器的调制信号输入端口 322相连。第一马赫本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：祁春慧，裴丽，高嵩，宁提纲，李晶，李卓轩，刘超，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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