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可重构微波光子滤波器

作　者: 张梅
导　师: 邱琪
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 微波光子滤波器可重构掺饵光纤放大器多抽头光载无线
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微波光子滤波器具有损耗低、高带宽、抗电磁干扰以及能够克服电子瓶颈等独有的优点,实现了在光域内对微波信号进行滤波的要求,是微波光子学研究领域中至关重要的器件,并受到许多学者的广泛关注。随着信息技术的发展,人们对微波载波的频率、通信带宽、服务质量的要求更高,使得成本也相应的增加,为了解决这一矛盾,于是将有线(光纤)通信和无线通信相结合的Radio Over Fiber (ROF)技术被提出,此技术具有很好的应用前景。目前国际上的研究集中在设计新型滤波器结构以实现Q值更高的频率响应、负抽头系数、可调性、可重构和更大的动态范围等。本文重点研究了基于可重构性微波光子滤波器结构的设计及其应用。论文的主要工作内容如下:1、论文综述了微波光子滤波器的研究背景及意义,简单说明了其国内外研究动态,并介绍了微波光子滤波器的应用。2、研究可重构微波光子滤波器的理论基础,包括基本理论及级联理论;分析滤波器在光域和电域上的局限性,从这些局限性入手可以研究滤波器的特性;分析可重构微波光子滤波器各类结构的优缺点,通过分析比较为设计可重构微波光子滤波器结构打下基础。3、在举例的两类可重构微波光子滤波器基础上,提出一种基于级联结构的可重构的非相干微波光子滤波器。这种结构的抽头数可以改变,光栅对的反射率分别为0.5和0.99,中心波长1552nm,带宽为1nm,EDF长度取25cm。利用一对光纤光栅来提高Q值,调节光栅对之间掺饵光纤的增益来改变权重,也就是抽头系数,另外基于基本原理结构,改变每条支路上的系数也能实现重构性。这种级联结构,可以快速实现重构性,并能获得高的Q值,自由频谱范围也可以调节。4、详细介绍了ROF系统,并将此可重构微波光子滤波器应用在ROF系统中,可以进行选频,使用的两个光栅的中心频率193.1THz处,反射率分别为0.5和0.99,3dB带宽取125GHz,EDF的长度取15cm,调节泵浦光功率到90mW得到EDFA的增益为1.42的6抽头和15抽头的可重构微波光子滤波器。另外也可以用来得到倍频信号,使用和选频相同光栅对参数的6抽头和9抽头级联可重构微波光子滤波器。在本节的最后还介绍了其他结构的可重构微波光子滤波器在信道抑制、信道选择方面的应用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-20
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外动态  11-18
  1.3 微波光子滤波器的应用  18
  1.4 本论文主要内容  18-20
第二章可重构微波光子滤波器的理论分析  20-36
  2.1 理论分析  20-24
    2.1.1 基本理论  20-23
    2.1.2 级联理论  23-24
  2.2 微波光子滤波器的主要限制  24-28
    2.2.1 在光域上的局限  24-25
    2.2.2 在电域上的局限  25-28
  2.3 可重构微波光子滤波器分类  28-35
    2.3.1 基于光源结构  28-32
    2.3.2 基于器件（AWG 和FBG）结构  32-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章可重构微波光子滤波器的仿真分析  36-49
  3.1 基本工作原理  36-38
  3.2 仿真结果  38-47
    3.2.1 调节增益  38-42
    3.2.2 改变衰减系数  42-45
    3.2.3 改变光栅1 的反射率  45-47
  3.3 本章小结  47-49
第四章可重构微波光子滤波器的应用研究  49-60
  4.1 滤波器对ROF 系统的作用  49-57
    4.1.1 ROF 系统  49-51
    4.1.2 滤波器用于ROF 系统中信道的选频  51-55
    4.1.3 滤波器用于ROF 系统中倍频的选频  55-57
  4.2 在信道抑制和信道选择方面的应用  57-59
  4.3 本章小结  59-60
第五章结论与展望  60-62
  5.1 全文总结  60
  5.2 展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-67

可重构微波光子滤波器

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