一种带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统的制作方法

本发明涉及微波光子滤波系统，尤其涉及一种带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统。

背景技术：

1、微波光子滤波器(microwavephotonicfilter：mpf)是把待滤波的微波信号调制到光载波上，经过各种光子器件所组成的光学系统进行处理，然后经光电探测就可得到需要频率的微波信号。微波光子滤波器主要应用于微波光子链路中，实现信号的筛选、选择优化，并且可以消除信道干扰、抑制噪声。随着光学器件和光通信的发展，微波光子滤波器得到了更广泛的应用，其中主要应用于光载无线通讯(rof)系统、超宽带信号产生系统、光电振荡器、卫星遥感、雷达等领域中。微波光子滤波器的结构设计，几乎都是通过调制器将微波信号调制到光载波上，并经过不同的光子器件实现不同的频率响应。可调谐和可重构是微波光子滤波器的两个重要特性，对滤波器的滤波效果有着显著的影响。可调谐微波光子滤波器是指通过调谐滤波器中的器件，如光源器件、调制器、延时器件等，使得滤波器的通带中心频率或两滤波通带/阻带间的频率间隔发生改变。按实现原理不同，可分为：基于受激布里渊效应的微波光子滤波器、基于光纤参量放大原理和频率转移的微波光子滤波器。按延时器件的不同，可分为：基于光纤延迟线的微波光子滤波器、光纤环微波光子滤波器、光纤光栅微波光子滤波器、基于色散补偿光纤的微波光子滤波器。

2、早期基于光纤延迟线和光纤光栅微波光子滤波器通带是多抽头的，这限制了自由光谱范围，通带中心频率也不易调谐；后来发展的基于相位调制器和受激布里渊散射的微波光子滤波器。基于pm和sbs实现了可调谐的带通功能的微波光子滤波器，其原理是：布里渊选择性边带放大，以实现有效地pm-am转换，当相位调制的边带落到sbs增益谱时，相应的边带被放大，反之，则减小。但是基于布里渊效应的光滤波器往往存在带宽窄，通带带宽受限于光纤布里渊增益谱的线宽～30mhz，只能实现窄带滤波。以往的微波光子滤波器通过引入泵浦激光器，通过调节泵浦激光器的的波长实现滤波器的中心频率的调节，但是系统需要额外增加泵浦激光器，并且泵浦激光器的波长调节范围有限。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统。

2、本发明提出的一种带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，包括：主激光器模块、强度调制器模块、光放大器模块、第一光环行器模块、相位调制器模块、光隔离器模块、波分复用模块、解波分复用模块、第一光电探测器模块、第二光环行器模块、光纤模块、第一光耦合器模块和第二光耦合器模块；

3、主激光器模块的光输出端与第一光耦合器模块的输入端连接，第一光耦合器模块的第一输出端依次连接强度调制模块、光放大器模块和第一光环行器模块的a端口相连；第一光耦合器模块的第二输出端依次连接相位调制器模块、光隔离器模块、光纤模块和第一光环行器模块的b端口；第一光耦合器模块的第三输出端连接波分复用模块的第一输入端，波分复用模块的共路输出端连接第二光环行器模块的a端，第二光环行器模块的c端连接解波分复用模块的共路输入端；

4、第一光环行器模块的c端和解波分复用模块的第一输出端分别与第二光耦合器模块的输入端连接，第一光电探测器模块与第二光耦合器模块的输出端连接；

5、强度调制器模块上具有中心参考信号接口，相位调制器模块上具有待滤波信号接口，第一光电探测器模块的输出端为滤波后信号出口。

6、优选地，还包括：直调激光器模块、可调光纤延时模块、混频器模块、1*2射频功分器模块、射频鉴相器模块和第二光电探测器模块；

7、直调激光器模块的光输出端与波分复用模块的第二输入端连接，1*2射频功分器模块上具有稳相信号接口，直调激光器模块的射频输入端与1*2射频功分器模块的o端口连接，混频器模块的q端与1*2射频功分器模块的p端口连接，混频器模块的r端口与第二光电探测器模块的射频输出端口相连；

8、射频鉴相器模块的输入端口与混频器模块的合路端连接，射频鉴相器模块的输出与可调光纤延时模块的输入控制端口连接。

9、优选地，直调激光器模块的波长与主激光器模块不同。

10、优选地，主激光器模块为外腔式半导体激光器或dfb激光器。

11、优选地，所述强度调制模块为马赫增德尔型强度调制器。

12、优选地，光纤模块为长距离单模光纤或者高非线性光纤。

13、本发明中，所提出的带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，主激光器模块输出的光通过第一光耦合器模块分成三个光路，第一光路依次经过强度调制模块、光放大器模块和第一光环行器模块的a端口；第二光路依次经过相位调制器模块、光隔离器模块、光纤模块和第一光环行器模块的b端口；第三光路依次经过波分复用模块的第一输入端、第二光环行器模块的a端和解波分复用模块的共路输入端。通过采取偏振控制优化措施、光链路长度控制优化措施，将基于布里渊效应初次滤波的光信号再与同源同波长光信号进行干涉的方法提高微波光子滤波器的带外抑制；同时通过波分复用器引入另一波长的射频光载波信号用于系统的相位控制，避免了系统相位漂移的问题，不额外增加系统的复杂度，并通过在强度调制器上加载线性调频和连续波合成信号的手段，实现滤波器中心频率和带宽可调功能，使得微波光子滤波系统的性能得到了极大的提升，有很好的实用价值。

技术特征：

1.一种带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，其特征在于，包括：主激光器模块(1)、强度调制器模块(2)、光放大器模块(3)、第一光环行器模块(4)、相位调制器模块(5)、光隔离器模块(6)、波分复用模块(8)、解波分复用模块(10)、第一光电探测器模块(11)、第二光环行器模块(15)、光纤模块(17)、第一光耦合器模块(18)和第二光耦合器模块(19)；

2.根据权利要求1所述的带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，其特征在于，还包括：直调激光器模块(7)、可调光纤延时模块(9)、混频器模块(12)、1*2射频功分器模块(13)、射频鉴相器模块(14)和第二光电探测器模块(16)；

3.根据权利要求2所述的带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，其特征在于，直调激光器模块(7)的波长与主激光器模块(1)不同。

4.根据权利要求1所述的带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，其特征在于，主激光器模块(1)为外腔式半导体激光器或dfb激光器。

5.根据权利要求1所述的带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，其特征在于，所述强度调制模块(2)为马赫增德尔型强度调制器。

6.根据权利要求1所述的带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，其特征在于，光纤模块(17)为长距离单模光纤或者高非线性光纤。

技术总结
本发明公开了一种带宽和中心频率可调的微波光子滤波系统，通过采取偏振控制优化措施、光链路长度控制优化措施，将基于布里渊效应初次滤波的光信号再与同源同波长光信号进行干涉的方法提高微波光子滤波器的带外抑制；同时通过波分复用器引入另一波长的射频光载波信号用于系统的相位控制，避免了系统相位漂移的问题，不额外增加系统的复杂度，并通过在强度调制器上加载线性调频和连续波合成信号的手段，实现滤波器中心频率和带宽可调功能，使得微波光子滤波系统的性能得到了极大的提升，有很好的实用价值。

技术研发人员：张静,戴泽璟,张瑞珏,梁会娟,王凯,张国,张业斌,梅理,崇毓华,童阳
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十八研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12