(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111620575.X (22)申请日 2021.12.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114429035 A (43)申请公布日 2022.05.03 (73)专利权人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 专利权人 暨南大学　 南方海洋科学与工程广东省实验 室 （珠海） (72)发明人 李朝晖　李瑞华　朱坤　彭文涛　 黄书强　冯元华　(74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 王晓玲 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G02B 27/00(2006.01) (56)对比文件 CN 107490825 A,2017.12.19 CN 112147740 A,2020.12.2 9 US 2012327497 A1,2012.12.27 审查员 陈雅 (54)发明名称 一种基于曲率最小原则优化微波光子滤波 器通带的方法 (57)摘要 本发明属于微波光子信号处理技术领域， 涉 及光通信以及无线通信技术领域， 更具体地， 涉 及一种基于曲率最小原则优化微波光子滤波器 通带的方法。 适用于带泵浦控制的基于受激布里 渊散射的可重构微波光子滤波器。 根据通带数 目、 目标带宽、 可调谐性等滤波需求， 该方法遵循 曲率最小原则自动计算最优设计参数， 能使所设 计的滤波器在通带内具有最优的平 坦度， 优化其 滤波性能， 且设计参数一次给出， 只需单次系统 测量， 避免了传统滤波优化算法 “测量‑反馈‑调 节”方法费时费力、 以及测量 误差累积等问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114429035 B 2022.09.27 CN 114429035 B 1.一种基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1.确定待设计的滤波器的目标 带宽和中心频率； S2.根据目标 带宽， 由曲率 最小原则， 计算并确定最优梳齿数； 步骤S2具体包括： S20.根据目标 带宽W和布里渊自然 线宽Γ， 确定最小梳齿数Npump_min； S21.设最大迭代次数为 niter_max， 令泵浦梳齿数Npump＝Npump_min， 通带最优曲率Copt＝∞； S22.初始化长度为Npump的泵浦梳齿序列， 该泵浦梳齿序列存储多频泵浦梳齿的幅度和 相位， 迭代次数niter＝0； S23.根据泵浦梳齿序列， 计算归一化的多频泵浦受激布里渊散射响应； 其中， 泵浦梳齿 的频率由目标带宽和梳齿序列长度决定， 使光梳齿频率与布里渊频移的差值分布于目标通 带内； S24.根据当次响应， 计算目标响应； S25.计算目标响应与当次响应的误差序列， 用该误差序列更新泵浦梳齿序列的幅值比 例； S26令niter增加1， 如果 niter<niter_max， 则返回步骤S23； S27.计算归一 化响应的通带 特征曲率Cmax； S28.如果Cmax<Copt， 则令Copt＝Cmax， Npump增加1， 返回步骤S2 2； S29.最优梳齿数Npump_opt＝Npump‑1； S3.根据目标 带宽， 在最优梳齿数 下迭代计算， 确定最小曲率时的梳齿幅值比例； 步骤S3具体包括： S31.令泵浦梳齿数Noump＝Npump_opt， 通带最优曲率Copt＝∞； S32.初始化长度为 Npump的泵浦梳齿序列， 初始化响应误差序列为全0； S33.用响应误差序列更新泵浦梳齿序列的幅值比例； S34.根据泵浦梳齿序列， 计算归一 化的多频泵浦受激布里渊散射响应； S35.计算归一 化响应的通带 特征曲率Cmax； S36.如果Cmax≥Copt， 则结束迭代， 转到步骤S39； 否则， 令 Copt＝Cmax； S37.根据当次响应， 计算目标响应； S38.计算目标响应与当次响应误差序列， 返回步骤S3 3； S39.输出 此时的泵浦梳齿序列的幅值比例。 2.根据权利要求1所述的基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征 在于， 在所述的步骤S1与步骤S2之间还包括步骤Sa： 单频泵浦响应未知或 需校准时， 根据中 心频率和布里渊频移确定测量区间， 测量单频泵浦的开关增益谱， 滤除测量噪声， 提取模型 参数。 3.根据权利要求1所述的基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征 在于， 在所述的步骤S3之后， 还包括步骤S4： 保持梳齿幅值比例， 调整功 率和梳齿相位， 最大 化微波光子滤波器响应增益。 4.根据权利要求1所述的基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征 在于， 在所述的步骤S24、 S37中， 矩形 滤波器的目标响应取当次响应的通带均值。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114429035 B 25.根据权利要求1所述的基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征 在于， 在所述的步骤S25中， 计 算泵浦梳齿序列对应的Npump个响应点的误差， 或计 算Npump个响 应点附近区间的积分误差； 更新泵浦梳齿序列幅值比例时， 梳齿边界与梳齿中心采用不同 的更新公式， 梳齿边界更新公式采用 梳齿中心更新公式为 其中， Ak为第k次更新时的梳齿幅值； Gk为第k次更新时计算的梳齿对应 响应点附近区间的积分误差， 积分区间大小与梳齿间隔相当； α 为与Ak相当的量。 6.根据权利要求1至5任一项所述的基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方 法， 其特征在于， 所述的曲率最小原则是指滤波器通带的特征曲率最小， 所述的特征曲率为 最大曲率、 或通带平均曲率； 所述的滤波器为用于带泵浦控制的基于受激布里渊散射的可 重构微波光子滤波器。 7.根据权利要求6所述的基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征 在于， 在所述的步骤S1中， 目标带宽范围取决于受激布里渊散射光波导， 大于布里渊自然线 宽， 小于两倍的布里渊频移； 中心频率可调范围受限于系统器件带宽 。 8.一种基于曲率最小原则优化微波光子滤波器通带的方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1.确定待设计的滤波器的目标 带宽和中心频率； S2.单频泵浦响应未知或需校准时， 根据中心频率和布里渊频移确定测量区间， 测量单 频泵浦的开关增益谱， 滤除测量噪声， 提取模型参数； S3.根据目标 带宽， 确定泵浦梳齿数 范围[NA,NB]； S4.依次在(NB‑NA+1)个梳齿条件下迭代计算最小曲率及泵浦梳齿 幅值比例， 比较后选 择最小特 征曲率时的梳齿个数即梳齿频率间隔和幅值比例； S5.保持梳齿幅值比例， 调整功率和梳齿相位， 最大化 微波光子滤波器响应增益。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114429035 B 3