微波光子滤波器波长特性改进的仿真

发布时间：2020-10-15 07:34

　　 文章基于受激布里渊散射增益补偿技术,对微波光子滤波器的波长特性进行研究,并提出了一种改进方法。若将受激布里渊散射的一个增益谱与两个损耗谱相互叠加,可实现波长选择及带宽可调。通过计算,可以使带宽从20 MHz减小到3.8 MHz,减小了81%,而选择性提高了5倍多。在一些特殊应用领域,对滤波器进行级联,可使带宽进一步减小。通过这种方法,使带宽从13 MHz减小到了2.5 MHz,减小了80.8%,选择性进一步得到提高。经过仿真及实验,证明了这种方法是切实可行的。
【部分图文】：

０２，Ｌｅｆｆ和Ａｅｆｆ分别为有效光纤长度和有效光纤区域［８］。传输函数可表示为Ｈ（ｆｓ）＝ｋ｛１＋ｅ２Ｒｅ［Ｇ（ｆｓ）］－２ｅ２Ｒｅ［Ｇ（ｆｓ）］ｃｏｓ｛Ｉｍ［Ｇ（ｆｓ）］｝｝。（３）２．２仿真结果通过改变滤波器相应参数，从而达到调节带宽的目的。其中，ΔυＢ＝４０ＭＨｚ，υＢ＝１０ＧＨｚ为已知参数，设置ｆＬ＝２０ＭＨｚ，ｇ０＝５等参数。经过计算，可得出微波光子滤波器的传输函数，如图２所示。不同的μ值，对应不同的滤波器带宽，当μ分别取０、０．３、０．５、０．７和０．９时，对应的带宽依次为２０、１４、１１、７和３．８ＭＨｚ，可见带宽随着μ的增大而减小，即当μ从０增加到０．９时，对应带宽从２０ＭＨｚ减小到３．８ＭＨｚ，减小了８１％，选择性相比原来提高了５倍多。频率响应2.52.01.51.00.50频率偏移/MHz-20-15-10-505101520×104滋=0滋=0.3滋=0.5滋=0.7滋=0.9图２叠加后的布里渊频率响应在一些特殊的领域中，要求滤波器具有很高的选择性，或者比较针对性地滤出带宽较小的信号，通过将上述滤波器进行级联，可使带宽进一步压缩。根据公式（３），得出级联后滤波器的传输特性，如图３所示，当μ分别取０、０．３、０．５、０．７和０．９时，对应的带宽分别为１３、９、７、５和２．５ＭＨｚ，可见随着μ的增大，带宽不断减小，即带宽从１３ＭＨｚ减小到２．５ＭＨｚ，减小了８０．８％，选择性也得到了相应提高

的增大而减小，即当μ从０增加到０．９时，对应带宽从２０ＭＨｚ减小到３．８ＭＨｚ，减小了８１％，选择性相比原来提高了５倍多。频率响应2.52.01.51.00.50频率偏移/MHz-20-15-10-505101520×104滋=0滋=0.3滋=0.5滋=0.7滋=0.9图２叠加后的布里渊频率响应在一些特殊的领域中，要求滤波器具有很高的选择性，或者比较针对性地滤出带宽较小的信号，通过将上述滤波器进行级联，可使带宽进一步压缩。根据公式（３），得出级联后滤波器的传输特性，如图３所示，当μ分别取０、０．３、０．５、０．７和０．９时，对应的带宽分别为１３、９、７、５和２．５ＭＨｚ，可见随着μ的增大，带宽不断减小，即带宽从１３ＭＨｚ减小到２．５ＭＨｚ，减小了８０．８％，选择性也得到了相应提高。×108频率响应01.02.03.04.05.0频率偏移/MHz-20-15-10-505101520滋=0滋=0.3滋=0.5滋=0.7滋=0.9图３级联后的布里渊频率响应５３王姣等：微波光子滤波器波长特性改进的仿真

２．３实验结果依据以上理论基础，基于ＳＢＳ增益补偿原理，进行实验验证。给定相应参数，计算出对应的传输函数，如图４所示。带宽从２０ＭＨｚ减小到了３．４ＭＨｚ，实现了带宽的压缩。从而证明了这种方法是切实可行的。功率谱频率偏移/MHz-20-15-10-5051015201.00.80.60.40.20图４增益补偿带宽减小的实验结果３结束语本文基于ＳＢＳ增益补偿技术对微波光子滤波器波长特性进行了研究，理论推导、软件仿真以及实验证明，本文所提方法能够对波长特性进行改善，对带宽进行压缩。该技术在信号的窄带宽滤波［１１］、高精度光谱探测以及用于增强光信号的存储时间等领域都具有很大的应用价值。参考文献：［１］ＷｉｌｎｅｒＫ，ＶａｎｄｅｎＨＡＰ．Ｆｉｂｅｒ－ＯｐｔｉｃＤｅｌａｙＬｉｎｅｓｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥ，１９７６，６４（５）：８０５－８０７．［２］ＣｈｅｎＴ，ＹｉＸ，ＬｉＬ，ｅｔａｌ．ＳｉｎｇｌｅＰａｓｓｂａｎｄＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｈｏｔｏｎｉｃＦｉｌｔｅｒｗｉｔｈＷｉｄｅｂａｎｄＴｕｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄＡｄｊｕｓｔａ－ｂｌｅＢａｎｄｗｉｄｔｈ［Ｊ］．ＯｐｔＬｅｔｔ，２０１２，３７（２２）：４６９９－４７１０．［３］吴忱林，韩秀友．基于光纤ＳＢＳ的微波光子滤波带宽调谐特性研究［Ｄ］．大连：大连理工大学，２０１５．［４］肖永川．基于ＳＢＳ效应的高性能单通带微波光子滤波器的研究［Ｄ］．长春：吉林大学，２０１５．［５］Ｐｒ?
【参考文献】

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1 郑加金;宋家富;李培丽;陆云清;;超窄带微环谐振滤波器的设计及传输特性分析[J];光通信研究;2016年04期

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1 肖永川;基于受激布里渊散射效应的高性能单通带微波光子滤波器的研究[D];吉林大学;2015年

【共引文献】

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【二级参考文献】

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3 孙卫平;;简单而实用的电子滤波器[J];电子制作;1995年05期

4 祁春慧;裴丽;郭兰;吴树强;赵瑞峰;;微波光子滤波器[J];北京交通大学学报;2009年03期

5 祁春慧;裴丽;宁提纲;李晶;安丽靖;高嵩;;微波光子滤波器的平坦特性分析[J];红外与激光工程;2011年04期

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本文编号：2841888