基于光纖光柵的微波光子濾波器的結構研究與優(yōu)化.pdf

1、隨著微波技術和信息技術的發(fā)展，人們對通信容量需求的增加和傳輸速率提出更高的要求。微波通信能夠在任意方向上發(fā)射、易于構建和重構，但傳統(tǒng)的微波傳輸在長距離傳輸時具有很大損耗。光波分復用技術的出現(xiàn)和摻餌光纖放大器的發(fā)明使光纖通信得到迅速發(fā)展，光纖通信具有損耗低、高帶寬、易于在波長、空間和偏振上復用等很多優(yōu)點，對微波信號傳輸及處理具有明顯的優(yōu)勢。基于這個應用背景，光纖通信和微波通信相結合的光載射頻(ROF)技術被提出，微波光子濾波器(MPF)就

2、是ROF系統(tǒng)中的一個重要的研究方向。
　　 微波光子濾波器是在光域內直接對微波信號進行濾波的新型光器件，它能克服傳統(tǒng)電信號處理中由于有限的采樣頻率而引起的“電子瓶頸”，抗電磁干擾，不需要復雜、昂貴的光電/電光轉換設備。目前國際上對微波光子濾波器的研究集中在設計新型濾波器結構等方面以實現(xiàn)高Q值頻率響應、負抽頭系數(shù)、可調性、可重構和更大的動態(tài)范圍等。光纖光柵由于具有良好的波長選擇性能和濾波特性，能夠靈活構建具有不同功能的微波光子濾波

3、器，成為近年來光通信領域研究的熱點之一。品質因數(shù)是衡量微波光子濾波器的選頻特性的重要指標之一，本文重點針對基于光纖光柵的微波光子濾波器的品質因數(shù)以及提高品質因數(shù)的方法做了詳細的研究。
　　 本文著重研究了基于光纖光柵的微波光子濾波器結構的設計與優(yōu)化。主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　 1.研究了基于光纖布拉格光柵(FBG)的微波光子濾波器結構設計中的主要元器件：FBG和摻餌光纖放大器，并利用MATLAB仿真軟件進行了仿真分析。

4、
　　 2.提出改進的基于FBG對的微波光子濾波器的結構，并在Optisystem仿真軟件的平臺上進行優(yōu)化研究，優(yōu)化后的最高品質因數(shù)Q值可達342.5，改善了濾波器的選頻性能。
　　 3.采用添加擾動操作的自適應遺傳算法對基于FBG陣列的微波光子濾波器的抽頭系數(shù)等進行優(yōu)化設計，在優(yōu)化光纖光柵陣列的參數(shù)等方面做了有益的嘗試。主要是優(yōu)化FBG陣列中FBG的個數(shù)和反射系數(shù)。指定濾波器的維數(shù)，用MATLAB仿真軟件實現(xiàn)了算法，對