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可调谐单通带微波光子滤波器及其应用研究

发布时间:2018-04-17 14:47

  本文选题:微波光子滤波器 + 光纤光栅 ; 参考:《南京邮电大学》2016年硕士论文


【摘要】:近年来,微波光子滤波器(MPF)成为了一个研究热点。相比于电域的微波滤波器,MPF具有宽带宽、重量轻、抗电磁干扰、可调谐以及可重构性等优点,并且与光纤传输系统有很好的兼容性。MPF在雷达、宽带无线接入网、传感器网络以及卫星通信等领域具有广泛的应用。到目前为止,已经提出了多种结构的MPF,然而这些MPF通常采用离散时间抽样,其频率响应往往具有周期特性,导致可以利用的自由谱范围(FSR)比较小。虽然利用级联的方法可以扩大FSR,然而,滤波器依然存在周期性频率响应的问题,且结构复杂。但是单通带MPF可以克服这个问题。本文的主要内容为:1.研究分析了基于串联光纤光栅(FBG)组的单通带微波光子滤波器。首先对串联后的FBG的反射谱进行了理论计算。然后根据相位调制-强度调制转换原理对此微波光子滤波器的频率响应进行仿真。通过对FBG组进行拉伸来实现反射谱中心频率的调谐,从而实现了滤波器的带宽的可调谐。2.研究分析了基于两组串联FBG的单通带微波光子滤波器。通过调谐其中一组FBG的反射谱中心频率来实现串联后的反射谱的带宽的变化,最终实现了带宽和中心频率可调的单通带微波光子滤波器。3.提出了一种基于啁啾的相移光纤光栅(PS-FBG)的宽调谐单通带微波光子滤波器。首先对普通PS-FBG的反射谱和基于普通PS-FBG的单通带MPF频率响应进行了理论和实验研究。然后,采用传输矩阵方法分析了啁啾PS-FBG的相移量、折射率调制深度以及相移点位置对其反射谱特性的影响,进而分析了对基于啁啾PS-FBG的单通带MPF频率响应的影响。调节可调谐激光源的波长可实现单通带频率的可调。4.研究分析了将基于啁啾PS-FBG的MPF应用在光电振荡器(OEO)中。首先对该OEO的工作原理进行理论分析,然后对OEO的频谱响应进行了理论计算和仿真。最后通过调谐光源的波长实现了OEO的频率可调。
[Abstract]:In recent years, microwave photonic filter (MPF) has become a research hotspot.Compared with the microwave filter in electric domain, MPF has the advantages of wide bandwidth, light weight, anti-electromagnetic interference, tunable and reconfigurable, and has good compatibility with optical fiber transmission system in radar, broadband wireless access network.Sensor networks and satellite communications are widely used.Up to now, many kinds of MPFs have been proposed. However, these MPF are usually sampled in discrete time, and their frequency response is usually periodic, which results in a relatively small free spectrum range (FSRs) available.Although the FSRs can be expanded by cascading method, the filter still has the problem of periodic frequency response and its structure is complex.But single pass MPF can overcome this problem.The main content of this paper is: 1.A single pass band microwave photonic filter based on series fiber Bragg grating (FBG) group is studied and analyzed.First, the reflection spectra of FBG in series are calculated theoretically.Then the frequency response of the microwave photonic filter is simulated according to the phase modulation-intensity modulation conversion principle.The tunable bandwidth of the filter is achieved by stretching the FBG group to realize the tuning of the center frequency of the reflection spectrum.A single pass band microwave photonic filter based on two series FBG is studied and analyzed.By tuning the center frequency of the reflection spectrum of one group of FBG, the bandwidth of the reflection spectrum can be changed after the series. Finally, the single-pass band microwave photonic filter .3whose bandwidth and center frequency can be adjusted is realized.A wide-tuned single-pass microwave photonic filter based on chirped phase-shifted fiber grating (PS-FBG) is proposed.Firstly, the reflection spectrum of ordinary PS-FBG and the frequency response of single pass band MPF based on ordinary PS-FBG are studied theoretically and experimentally.Then, the effects of phase shift, refractive index modulation depth and phase shift point position of chirped PS-FBG on its reflectance spectrum characteristics are analyzed by using the transfer matrix method, and the influence on the frequency response of single pass band MPF based on chirped PS-FBG is analyzed.Adjusting the wavelength of the tunable laser source can realize the tunable frequency of single pass band.The application of MPF based on chirped PS-FBG in optoelectronic oscillator (OEO) is studied and analyzed.Firstly, the working principle of the OEO is analyzed theoretically, then the spectrum response of OEO is calculated and simulated theoretically.Finally, the tunable frequency of OEO is realized by tuning the wavelength of the light source.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN713

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本文编号:1764042

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