一种可调阻带微波光子滤波装置

1.本发明涉及一种可调带阻微波光子滤波装置，属于滤波设备。


背景技术：

2.微波光子滤波器作为微波光子学的主要分支，通过在光域对高频微波信号的处理，既能克服传统微波通信的缺陷，又能保留光纤通信高带宽、高采样率、低损耗、抗电磁干扰等优点。传统电滤波器在多通道滤波频率调谐、带宽改变等方面存在较大的局限性，导致其在高频领域的应用受到了极大的限制。因此，微波光子滤波器在微波光子链路、光载无线通信、卫星通信、阵列天线、军事和航天等领域具有重要的应用价值。
3.现有的微波光子滤波器往往通过光延迟线结构实现，基于多抽头延迟线结构的微波光子滤波器的可调灵活性相对较差，限制了其在通信系统中的应用。除此之外，基于宽谱光源频谱切割技术需要光栅阵列或阵列波导光栅作为光滤波器，也难以动态调整。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种可调带阻微波光子滤波装置，实现了阻带的动态调整并且可调灵活性好。
5.一种可调带阻微波光子滤波装置，包括射频信号源、功分器一、功分器二、功分器三、移相器一、移相器二、激光源、mzm1调制器、mzm2调制器、mzm3调制器、光滤波器；射频信号源的输出端和功分器一的输入端相连接，功分器一的两个输出端分别和功分器二、功分器三的输入端相连接，所述功分器二的两个输出端分别和移相器一的输入端以及mzm1调制器的上臂端相连接，所述移相器一的输出端和mzm1调制器的下臂端相连接，所述激光源和mzm1调制器的光输入端相连接，所述功分器三的两个输出端分别和移相器二的输入端以及mzm2调制器的上臂端相连接，所述移相器二的输出端和mzm2调制器的下臂端相连接，所述mzm1调制器的输出端和mzm2调制器的输入端相连接，所述mzm3调制器的输入端和mzm2调制器的输出端相连接，所述mzm3调制器的输出端和光滤波器的输入端相连接。
6.本技术方案中的微波光子滤波装置，激光源输出的光波输入mzm1调制器的光输入端，射频信号源生成射频正弦波信号，射频正弦波信号经功分器一后，一部分输入到功分器二，从功分器二的其中一个输出端输出的正弦波信号直接输入mzm1调制器的上臂端，从功分器二的另一个输出端输出的正弦波信号经移相器一移相180
°
，输入到mzm1调制器的下臂端，从而实现载波抑制双边带调制，其输出光谱如图1所示，调制后的光波输入mzm2调制器，再次进行载波抑制双边带调制。射频正弦波信号经功分器一后，另一部分输入到功分器三，从功分器三的其中一个输出端输出的正弦波信号直接输入mzm2调制器的上臂端，从功分器三的另一个输出端输出的正弦波信号经移相器二移相180
°
，输入到mzm2调制器的下臂端，其输出光谱如图2所示，这时，光波中包含4个边带成分，而且其强度基本一致，4个边带的频率间隔等于射频本振正弦波信号的频率，mzm2调制器的输出光波输入到mzm3调制器，待滤波信号输入mzm3的微波输入端，进行强度调制，最后输出滤波后的信号。
7.mzm1调制器以及mzm2调制器的存在，目的是调制出可以允许改变间隔的四个光波，而滤波器阻带的中心频率所在的位置与光波边带的频率间隔相关，或者说，光波边带的频率间隔决定了滤波器阻带的中心频率所在的位置，所以，改变射频本振正弦波信号的频率，可以调节4个光波边带的频率间隔，从而改变滤波器阻带的中心频率的位置。而正弦波信号可以动态调整，所以，本技术，实现了阻带的动态调整并且可调灵活性好。
8.优选的，所述mzm2调制器的输出端通过光放大器一和所述mzm3调制器相连接。光放大器一对光波边带进行信号放大，使其更好输入到mzm3调制器。
9.优选的，所述mzm3调制器的输出端通过光放大器二和光滤波器的输入端相连接。光放大器二对mzm3调制器的输出信号进行放大，使其更好输入到光滤波器。
10.优选的，所述功分器一的两个输出端分别通过功放器一及功放器二和所述功分器二、功分器三的输入端相连接。通过设置功放器一及功放器二，可以使用功率更小的射频信号源，对成本有较好的控制。
11.优选的，所述功放器一和功分器一还通过倍频器相连接。通过设置倍频器，可以使用频率更小的正弦波，对射频信号源的要求更低。
12.综上所述，本发明具有以下有益效果：1：实现了阻带的动态调整并且可调灵活性好。
13.2：对射频信号源的功率、频率要求较低，成本可以更好地控制。
附图说明
14.图1为现有技术中有源整流器的结构示意图；图2为mzm1调制器的输出光谱图；图3为mzm2调制器的输出光谱图；图4为正弦波信号为10ghz时，滤波器的频响图；图5为正弦波信号为8ghz时，滤波器的频响图。
具体实施方式
15.下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明。
16.实施例：如图1所示，一种可调带阻微波光子滤波装置，包括射频信号源、功分器一、功分器二、功分器三、移相器一、移相器二、激光源、mzm1调制器、mzm2调制器、mzm3调制器、光滤波器；射频信号源的输出端和功分器一的输入端相连接，功分器一的两个输出端分别和功分器二、功分器三的输入端相连接，所述功分器二的两个输出端分别和移相器一的输入端以及mzm1调制器的上臂端相连接，所述移相器一的输出端和mzm1调制器的下臂端相连接，所述激光源和mzm1调制器的光输入端相连接，所述功分器三的两个输出端分别和移相器二的输入端以及mzm2调制器的上臂端相连接，所述移相器二的输出端和mzm2调制器的下臂端相连接，所述mzm1调制器的输出端和mzm2调制器的输入端相连接，所述mzm3调制器的输入端和mzm2调制器的输出端相连接，所述mzm3调制器的输出端和光滤波器的输入端相连接。
17.本技术方案中的微波光子滤波装置，激光源输出的光波输入mzm1调制器的光输入端，射频信号源生成射频正弦波信号，所述正弦波信号的频率为1-10ghz，射频正弦波信号
经功分器一后，一部分输入到功分器二，从功分器二的其中一个输出端输出的正弦波信号直接输入mzm1调制器的上臂端，从功分器二的另一个输出端输出的正弦波信号经移相器一移相180
°
，输入到mzm1调制器的下臂端，从而实现载波抑制双边带调制，其输出光谱如图2所示，调制后的光波输入mzm2调制器，再次进行载波抑制双边带调制。射频正弦波信号经功分器一后，另一部分输入到功分器三，从功分器三的其中一个输出端输出的正弦波信号直接输入mzm2调制器的上臂端，从功分器三的另一个输出端输出的正弦波信号经移相器二移相180
°
，输入到mzm2调制器的下臂端，其输出光谱如图3所示，这时，光波中包含4个边带成分，而且其强度基本一致，4个边带的频率间隔等于射频本振正弦波信号的频率，mzm2调制器的输出光波输入到mzm3调制器，待滤波信号输入mzm3的微波输入端，进行强度调制，最后输出滤波后的信号。
18.mzm1调制器以及mzm2调制器的存在，目的是调制出可以允许改变间隔的四个光波，而滤波器阻带的中心频率所在的位置与光波边带的频率间隔相关，或者说，光波边带的频率间隔决定了滤波器阻带的中心频率所在的位置，所以，改变射频本振正弦波信号的频率，可以调节4个光波边带的频率间隔，从而改变滤波器阻带的中心频率的位置。而正弦波信号可以动态调整，所以，本技术，实现了阻带的动态调整并且可调灵活性好。
19.优选的，所述mzm2调制器的输出端通过光放大器一和所述mzm3调制器相连接。光放大器一对光波边带进行信号放大，使其更好输入到mzm3调制器。所述mzm3调制器的输出端通过光放大器二和光滤波器的输入端相连接。光放大器二对mzm3调制器的输出信号进行放大，使其更好输入到光滤波器。
20.优选的，所述功分器一的两个输出端分别通过功放器一及功放器二和所述功分器二、功分器三的输入端相连接，通过设置功放器一及功放器二，可以使用功率更小的射频信号源，对成本有较好的控制。较佳地，所述功放器一和功分器一还通过倍频器相连接。通过设置倍频器，可以使用频率更小的正弦波，对射频信号源的要求更低。
21.上述光滤波器的输出端通过单模光纤连接有光探测器，光探测器输出滤波后的信号。经过测试，当正弦波信号为10ghz时，滤波器频响如图4所示，阻带在2.8ghz。当正弦波信号为8ghz时，滤波器频响如图5所示，阻带在3.5ghz 。
22.上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。