【摘 要】
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微波光子滤波器不但克服了传统微波滤波器存在的电子瓶颈和电磁干扰等缺点,而且传输损耗低,带宽大,具备灵活调谐和重构速度快等优点,使其在卫星通信、光载无线通信系统、雷达和天线阵列的真时延波束等方面有很大的潜在应用。受激布里渊散射效应具有的优点不仅包括阈值低、窄带宽、高增益等,而且能够激发带宽极窄的增益谱,从而使得与受激布里渊散射效应相结合的微波光子滤波器能够实现通带形状的灵活重构,因此基于受激布里渊散
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微波光子滤波器不但克服了传统微波滤波器存在的电子瓶颈和电磁干扰等缺点,而且传输损耗低,带宽大,具备灵活调谐和重构速度快等优点,使其在卫星通信、光载无线通信系统、雷达和天线阵列的真时延波束等方面有很大的潜在应用。受激布里渊散射效应具有的优点不仅包括阈值低、窄带宽、高增益等,而且能够激发带宽极窄的增益谱,从而使得与受激布里渊散射效应相结合的微波光子滤波器能够实现通带形状的灵活重构,因此基于受激布里渊散射效应的微波光子滤波器成为可重构滤波器研究中的主流方案之一。本文的主要研究工作及成果如下:1、介绍了微波光子滤波器的研究背景、研究进展、基本结构以及受激布里渊散射的相关概念,并对与受激布里渊散射效应相结合的微波光子滤波器的基本结构及工作原理进行了说明,对光频梳与受激布里渊散射效应相结合使得微波光子滤波器具有可重构的性能进行了初步分析。2、设计了一种与受激布里渊散射效应相结合的可重构微波光子滤波器结构,将受激布里渊散射效应与光频梳结合,用Opti System与MATLAB联合仿真。结果表明:通过改变泵浦支路的激光器的频率,可以实现滤波器通带的可调谐性;通过改变泵浦光频梳的梳齿数目和频率间隔,可以实现滤波器带宽的可重构性;采用反馈调节改变频率梳的幅度,从而改变滤波器的平坦度,获得了80 MHz的3 d B带宽和1.38形状因子的较平坦的与受激布里渊散射效应相结合的可重构微波光子滤波器;并且分析了影响滤波器输出功率的两大因素,即泵浦功率和光纤长度。3、提出了一种采用分段泵浦的与受激布里渊散射效应相结合的微波光子滤波器在光谱分析中应用的结构,可以避免出现的增益饱和现象和其他非线性效应。使用Opti System软件得到的仿真结果表明:小信号的增益水平的增加效果比大信号好;采用此结构分析得到的待测信号的光谱与其本身的光谱几乎相同;并且分析了影响该结构光谱分析的因素即泵浦光功率,得到了带外抑制比为63 d B的滤波器。
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