CN114584221A - 一种基于iq调制器级联的片上微波光子滤波系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，包括激光器、分光器、任意波形发生器、第一IQ调制器、第二IQ调制器、第三IQ调制器、第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、环形器、隔离器、SBS介质、光电探测器和矢量网络分析仪。通过第一IQ调制器对泵浦光载波进行光频梳扩展，得到光频梳，以及通过第二IQ调制器将光频梳调制为目标泵浦光，并使用光放大器对目标泵浦光进行功率带宽放大处理，解决了单调制器多频率梳齿功率带宽不足的问题，克服了SBS介质的局限性，增大了微波光子滤波器系统的整体带宽，扩大了微波光子滤波器系统的带宽调节范围。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理领域，更具体地，涉及一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统及方法。
背景技术
微波光子滤波器是在光域上对微波信号进行处理，微波信号被调制器调制到光载波上，之后在光域对载有微波信号的光信号进行处理，最后通过光电探测器输出所需的微波信号，解决了电域里处理信号时产生的电子瓶颈。在微波光子信号处理通信系统中，相邻信号间的串扰会影响信号的质量，对微波信号的滤波器带宽和分辨率产生限制。因此，设计高分辨率且大带宽的微波光子滤波器是目前重要的研究方向。
现有一种基于少模光纤布拉格光栅的微波光子滤波器，所述微波光子滤波器由激光器、电光调制器、少模光纤布拉格光栅延迟线模块、少模光纤环形器光子灯笼、合束器、光电探测器及矢量网络分析仪组成。所述微波光子滤波器通过改变少模光纤布拉格光栅的反射波长和谐振波长，激发少模光纤布拉格光栅的不同模式，从而改变滤波器的中心频率，实现不同幅度、相位和延迟的微波信号的滤波。
然而，由于制作完成的光纤布拉格光栅的反射谱和谐振谱的形状难以改变，所以基于光纤布拉格光栅而设计的微波光子滤波器的带宽调节范围窄，响应谱形也很难有较大的变化。
发明内容
本发明为解决现有微波光子滤波器存在的带宽调节范围窄的缺陷，提供一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统及方法。
本发明的技术方案如下：
第一个方面，本发明提出一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统包括激光器、分光器、任意波形发生器、第一IQ调制器、第二IQ调制器、第三IQ调制器、第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、环形器、隔离器、SBS介质、光电探测器；所述激光器输出光载波传输至所述分光器，所述分光器的第一输出端输出泵浦光载波，所述分光器的第二输出端输出信号光载波；所述泵浦光载波依次经过所述第一IQ调制器、第一光放大器、第二IQ调制器、第二光放大器和第一偏振控制器后，经环形器传输至所述SBS介质；其中所述任意波形发生器分别向第一IQ调制器和第二IQ调制器输出电频梳；待滤波信号经第三IQ调制器输入片上微波光子滤波系统，且待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器中进行调制，再依次经过第二偏振控制器、第三光放大器、隔离器和SBS介质后，经环形器传输至所述光电探测器，所述光电探测器输出微波信号。
本技术方案中，将泵浦光载波输入第一IQ调制器，同时，任意波形发生器的第一输出端输出电频梳传输至第一IQ调制器，将电频梳调制到泵浦光载波上，并调节第一IQ调制器的控制偏压抑制载波单边带，对电频梳进行光频梳扩展，得到光频梳；所述第一光放大器对所述光频梳进行功率带宽放大；将进行功率带宽扩展放大后的光频梳输入第二IQ调制器，同时任意波形发生器调制电频梳的频率至目标泵浦光频率，并将电频梳传输至第二IQ调制器，将电频梳调制到光频梳上，并调节第二IQ调制器的控制偏压抑制载波单边带，将所述光频梳调制为目标泵浦光；目标泵浦光依次经过第二光放大器和第一偏振控制器，使目标泵浦光的功率达到激发SBS介质产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射增益的阈值功率，最后通过环形器将目标泵浦光输入SBS介质，目标泵浦光激发SBS介质产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射吸收。
待滤波信号经第三IQ调制器输入片上微波光子滤波系统，且待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器中进行调制，并调节第三IQ调制器的控制偏压抑制载波双边带，得到目标信号光；目标信号光依次经过第二偏振控制器、第二光放大器、隔离器和环形器，传输至SBS介质。当泵浦光载波激发SBS介质产生受激布里渊散射增益，目标信号光在受激布里渊散射增益区的一部分信号得到显著的放大，实现了信号的带通滤波；当泵浦光载波激发SBS介质产生受激布里渊散射吸收，目标信号光在受激布里渊散射吸收区的一部分信号得到显著的减少，实现了信号的带阻滤波。经过带通滤波或带阻滤波后的目标信号光通过环形器传输至光电探测器，光电探测器输出微波信号。
作为优选方案，所述任意波形发生器向第一IQ调制器输出多梳电频梳；所述任意波形发生器向第二IQ调制器输出泵浦高频电频梳。
本技术方案中，任意波形发生器向第一IQ调制器输出多梳电频梳，扩展泵浦光载波，产生目标光频梳。任意波形发生器向第二IQ调制器输出泵浦高频电频梳，所述泵浦高频电频梳的频率与目标泵浦光的频率一致。
作为优选方案，所述光电探测器输出微波信号传输至矢量网络分析仪，矢量网络分析仪对微波信号进行分析，得到滤波分析结果，并将所述滤波分析结果传输至所述终端控制模块，终端控制模块根据滤波分析结果控制所述任意波形发生器分别向第一IQ调制器和第二IQ调制器输出新的电频梳。
作为优选方案，所述任意波形发生器的第一输出端输出的电频梳的频率间隔不大于SBS介质的最大带宽。
作为优选方案，所述第二IQ调制器的调制带宽大于SBS介质的自然带宽且不超过SBS介质自然带宽的倍。
作为优选方案，所述第一光放大器、第二光放大器和第三光放大器均包括掺饵光纤放大器。
作为优选方案，所述SBS介质包括非线性介质波导。
第二个方面，本发明还提出一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波方法，应用于上述任一方案所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，包括以下步骤：激光器发出的光载波经过分光器分为泵浦光载波和信号光载波；将所述泵浦光载波输入第一IQ调制器，任意波形发生器输出电频梳经第一IQ调制器调制到泵浦光载波上，得到光频梳；所述光频梳经过第一光放大器进行功率带宽放大后输入第二IQ调制器，任意波形发生器输出电频梳经第二IQ调制器调制到光频梳上，得到目标泵浦光；目标泵浦光经过第二光放大器进行功率带宽放大后，目标泵浦光依次经过第一偏振控制器和环形器输入SBS介质，目标泵浦光激发SBS介质产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射吸收；将待滤波信号输入第三IQ调制器，所述待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器中进行调制，得到目标光信号；所述目标光信号经过第三光放大器进行功率带宽放大后，依次经过第二偏振控制器和隔离器输入SBS介质，SBS介质对输入的目标光信号进行带通滤波或带阻滤波；经过带通滤波或带阻滤波后的目标信号光通过环形器传输至光电探测器，光电探测器输出微波信号。
作为优选方案，所述方法还包括调节第一IQ调制器的控制偏压对泵浦光载波进行抑制载波单边带处理；调节第二IQ调制器的控制偏压对光频梳进行抑制载波单边带处理；调节第三IQ调制器的控制偏压对信号光载波进行抑制载波双边带处理。
作为优选方案，所述方法还包括通过矢量网络分析仪输出扫频信号作为待滤波信号，将所述待滤波信号输入所述第三IQ调制器。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明利用任意波形发生器产生特定电频梳，通过第一IQ调制器对泵浦光载波进行光频梳扩展，得到光频梳，以及通过第二IQ调制器将光频梳调制为目标泵浦光，并使用光放大器对目标泵浦光进行功率带宽放大处理，使SBS介质产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射吸收，对信号进行滤波，解决了单调制器多频率梳齿功率带宽不足的问题，克服了SBS介质的局限性，增大了微波光子滤波器系统的整体带宽，扩大了微波光子滤波器系统的带宽调节范围。
附图说明
图1为实施例1中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统的结构示意图。
图2为实施例1中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统实现带通滤波和带阻滤波的示意图。
图3为实施例2中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统的结构示意图。
图4为实施例2中带反馈的滤波器响应设计算法的流程图。
图5为实施例2中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统对矩形波和三角波进行带通滤波的示意图。
图6为实施例3中第一IQ调制器和第二IQ调制器级联扩展带宽频谱的示意图。
图7为实施例3中第一IQ调制器和第二IQ调制器级联扩展中心波长可调范围频谱的示意图。
图8为实施例3中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提出一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，如图1所示，图1为本实施例中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统的结构示意图，包括激光器1、分光器2、任意波形发生器3、第一IQ调制器4、第二IQ调制器5、第三IQ调制器6、第一光放大器7、第二光放大器8、第三光放大器9、第一偏振控制器10、第二偏振控制器11、环形器12、隔离器13、SBS介质14、光电探测器15；所述激光器1输出光载波传输至所述分光器2，所述分光器2的第一输出端输出泵浦光载波，所述分光器2的第二输出端输出信号光载波；所述泵浦光载波依次经过所述第一IQ调制器4、第一光放大器7、第二IQ调制器5、第二光放大器8和第一偏振控制器10后，经环形器12传输至所述SBS介质14；其中所述任意波形发生器3分别向第一IQ调制器4和第二IQ调制器5输出电频梳；待滤波信号经第三IQ调制器6输入片上微波光子滤波系统，且待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器6中进行调制，再依次经过第二偏振控制器11、第三光放大器9、隔离器13和SBS介质14后，经环形器12传输至所述光电探测器15，所述光电探测器15输出经过滤波的微波信号。
本实施例中，所述激光器1为可调谐激光器。
本实施例中，所述分光器2为耦合器。
本实施例中，所述第一光放大器7、第二光放大器8和第三光放大器9均为掺饵光纤放大器。
本实施例中，所述环形器12包括环形器第一端口1201、环形器1202第二端口和环形器第三端口1203。
本实施例中，第一偏振控制器10和第二偏振控制器11保证泵浦光信号和目标光信号的偏振保持一致，确保SBS介质能够发生受激布里渊散射效应。
本实施例中，所述SBS介质14为非线性波导，所述非线性波导以硅基为衬底，以非线性材料为波导，以二氧化硅为包层，包括硫系波导、氮化硅、悬空硅波导。使用硅基非线性波导结构来实现信号滤波，自然线性宽窄的优点可以提高滤波系统的分辨率。
在具体实施过程中，将泵浦光载波输入第一IQ调制器4，同时，任意波形发生器3的第一输出端输出多梳电频梳传输至第一IQ调制器4，将电频梳调制到泵浦光载波上，并调节第一IQ调制器4的控制偏压抑制载波单边带，对电频梳进行光频梳扩展，得到光频梳；所述光频梳的幅值和频率间隔可调；所述第一光放大器7对所述光频梳进行功率带宽放大；将进行功率带宽扩展放大后的光频梳输入第二IQ调制器5，同时任意波形发生器3调制电频梳的频率至目标泵浦光频率，得到泵浦高频电频梳，并将泵浦高频电频梳传输至第二IQ调制器5，将电频梳调制到光频梳上，并调节第二IQ调制器5的控制偏压抑制载波单边带，将所述光频梳调制为目标泵浦光；目标泵浦光依次经过第二光放大器8和第一偏振控制器10，使目标泵浦光的功率达到激发SBS介质14产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射增益的阈值功率。最后将达到阈值功率的目标泵浦光输入环形器12的第一端口，环形器12的第二端口输出达到阈值功率的目标泵浦光传输至SBS介质14，目标泵浦光频率下移产生斯托克斯光增益峰激发SBS介质14产生受激布里渊散射增益或目标泵浦光频率上移产生斯托克斯光吸收峰激发SBS介质14产生受激布里渊散射吸收。
待滤波信号经第三IQ调制器6输入片上微波光子滤波系统，且待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器6中进行调制，并调节第三IQ调制器6的控制偏压抑制载波双边带，得到目标信号光；目标信号光依次经过第二偏振控制器11、第二光放大器8、隔离器13和环形器12的第三端口传输至SBS介质14。当目标泵浦光频率下移产生斯托克斯光增益峰激发SBS介质14产生受激布里渊散射增益，目标信号光在受激布里渊散射增益区的一部分信号得到显著的放大，实现了信号的带通滤波；当目标泵浦光频率上移产生反斯托克斯光吸收峰激发SBS介质14产生受激布里渊散射吸收，目标信号光在受激布里渊散射吸收区的一部分信号得到显著的减少，实现了信号的带阻滤波。如图2所示，图2为本实施例中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统实现带通滤波和带阻滤波的示意图。
本实施例中，通过第二IQ调制器5对目标泵浦光进行上边带抑制处理，在下边带实现泵浦波形，从而实现低频信号的带阻滤波效果。
经过带通滤波或带阻滤波后的目标信号光通过环形器12传输至光电探测器15，光电探测器15输出微波信号。
受激布里渊散射效应属于三阶非线性光学效应，本实施例提出的微波光子滤波系统利用背向受激布里渊散射，目标泵浦光和目标信号光以相反的方向在非线性波导中传输，目标信号光反向输入的功率达到或超过非线性波导的受激布里渊散射的阈值功率，非线性波导产生电致伸缩效应使得内部发生周期性形变或弹性振动，形成折射率光栅并产生多普勒频移，从而发生受激布里渊散射，目标泵浦光频率下移产生斯托克斯光增益峰，或目标泵浦光频率上移产生反斯托克斯光吸收峰。利用斯托克斯光增益峰作为带通滤波器，以及利用反斯托克斯吸收峰作为带阻滤波器，实现对微波光子滤波。
实施例2
本实施例在实施例1提出的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统的基础上作出改进。如图3所示，图3为本实施例中基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统的结构示意图。
本实施例中，所述片上微波光子滤波系统还包括矢量网络分析仪(16)和终端控制模块17；所述光电探测器15输出微波信号传输至矢量网络分析仪16，矢量网络分析仪16对微波信号进行分析，得到滤波分析结果，并将所述滤波分析结果传输至所述终端控制模块17，终端控制模块17根据滤波分析结果控制所述任意波形发生器3分别向第一IQ调制器4和第二IQ调制器5输出新的电频梳。
本实施例中，矢量网络分析仪16向所述第三IQ调制器6输出扫频信号作为待滤波信号。
本实施例中，所述终端控制模块17设置有控制所述微波光子滤波系统的软件单元。所述软件单元包括展现层、通讯层、功能层和数据库层。在通讯层中，微波光子滤波系统的所有设备通过WIFI或有线连接至同一路由器，分发IP地址，并通过Socket发送SCPI指令集实现功能层中所设计的功能，并实时采集任意波形发生器3、矢量网络分析仪16、可调谐激光器和掺饵放大器的数据。
在软件单元的功能层中，包括以下功能：设计目标响应泵浦谱形，根据目标响应泵浦谱形，调整控制任意波形发生器3输出的电频梳的频率和幅值；交互矢量网络分析仪16，控制交互网络分析仪发送扫频信号并接收经过滤波后的信号；控制可调谐激光器发射激光；根据带反馈的滤波器响应设计算法，对微波光子滤波系统进行迭代校准。
本实施例中，设计目标响应泵浦谱形包括两种设计模式。第一是离线参数预估模型，在离线参数预估模型中，参照预设的SBS介质14特性参数对目标响应泵浦谱形进行设计，在非线性波导符合预设标准且性能稳定时，微波光子滤波系统响应能够匹配目标响应函数，离线参数预估模式具有运行速度更快的特点。第二是反馈测量校准模式，在反馈测量校准模式中，根据带反馈的滤波器响应设计算法，对微波光子滤波系统进行迭代校准，设计目标响应泵浦谱形，如图4所示，图4为本实施例中带反馈的滤波器响应设计算法的流程图，具体包括以下步骤：
确定微波光子滤波系统的目标响应函数以及系统允许的误差范围；
若非线性波导的特性未知，则测量单频泵浦的开关增益谱并进行去噪处理，根据单频泵浦的开关增益谱，计算布里渊平移量，以及受激布里渊散射的线宽和增益。
根据布里渊平移量，以及受激布里渊散射的线宽和增益，设计两个目标响应泵浦谱形，并根据目标响应泵浦谱形，控制任意波形发生器3输出相应的电频梳；
测量开关总增益谱并进行去噪处理；本实施例通过有泵浦的光信号产生的信号增益谱和无泵浦的光信号产生的信号谱做减法，得到开关增益谱作为滤波器响应。
计算微波光子滤波系统的实际响应与目标响应函数之间的误差值，若误差值大于系统允许的误差范围，则多次迭代设计两个目标响应泵浦谱形，并根据目标响应泵浦谱形，调整控制任意波形发生器3输出的电频梳的频率和幅值，直至误差值大于系统允许的误差范围。
反馈测量校准模式可以自适应多种规格波的导，且对链路的非线性特性有一定补偿作用。反馈测量校准模式与离线模式最大区别在于SBS介质14特性参数是通过微波光子滤波系统自动反馈测量单频梳增益得到，随后微波光子滤波系统根据测量参数进行设计，经多次反馈测量与校准目标响应泵浦谱形，直到满足设计要求，从而实现分辨率范围内任意谱形的微波光子滤波器。
为了根据场景需求灵活调整所设计的滤波响应谱形以及中心频率和带宽，本专利采用了带反馈机制的算法，可进行静态预设和动态调整，当非线性波导的特性参数已知时，例如布里渊平移量，布里渊增益线宽等参数已知，可离线计算出目标响应泵浦谱形的设计参数。当非线性波导的特性参数未知或响应误差较大时，则利用反馈进行对实际泵浦光频率梳与目标泵浦光频率梳进行均方误差不断迭代收敛于目标均方误差，随后重新对任意波形发生器3输出的电频梳进行设计校准，完成反馈过程。
目标响应泵浦谱形在分辨率范围内可任意设置，包括但不限于矩形波形、三角形波形、高斯形波形、陷波微波光子滤波器谱形和多通带任意谱形。如图5(a)和图5(b)所示，图5(a)为基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统对矩形波进行带通滤波的示意图，图5(b)为基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统对三角波进行带通滤波的示意图。
实施例3
本实施例提出一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波方法，应用于上述实施例中所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，包括以下步骤：
激光器1发出的光载波经过分光器2分为泵浦光载波和信号光载波。
将所述泵浦光载波输入第一IQ调制器4，任意波形发生器3输出电频梳经第一IQ调制器4调制到泵浦光载波上，并调节第一IQ调制器4的控制偏压抑制载波单边带，对电频梳进行光频梳扩展，得到光频梳；所述光频梳经过第一光放大器7进行功率带宽放大后输入第二IQ调制器5，任意波形发生器3输出电频梳经第二IQ调制器5调制到光频梳上，并调节第二IQ调制器5的控制偏压抑制载波单边带，将所述光频梳调制为目标泵浦光，得到目标泵浦光；目标泵浦光经过第二光放大器8进行功率带宽放大后，目标泵浦光依次经过第一偏振控制器10和环形器12输入SBS介质14，目标泵浦光激发SBS介质14产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射吸收。
本实施例中，第二IQ调制器的调制带宽大于SBS介质的自然带宽且不超过SBS介质自然带宽的2倍。
由于非线性波导和第一光放大器7的功率限制，利用单个IQ调制器所能达到的滤波带宽最多为400MHz。如图6所示，图6为第一IQ调制器4和第二IQ调制器5级联扩展带宽频谱的示意图，本实施例中，第一IQ调制器4的中心频率为0.6GHz，间隔为0.4GHz的三根电频梳对应的频率分别为0.2GHz、0.6GHz和1GHz，对光频梳进行抑制载波单边带处理，抑制比大于20dB，保留上边带。然后将光频梳经过第一光放大器7进行功率带宽放大且不超过第二级IQ调制器的输入功率21dBm，将功率宽带放大后光频梳输入第二IQ调制器5，第二IQ调制器5的调制带宽为0.4GHz，间隔大于非线性波导自然带宽且不超过自然带宽的2倍，即9MHz～18MHz，如果第二IQ调制器5的调制带宽间隔不符合9MHz～18MHz，就会出现四波混频或带内平整度差的效果。本实施例中，第二IQ调制器5的调制带宽设置为0.1GHz，形成了3*0.4＝1.2GHz带宽，间隔为0.1GHz的目标泵浦光，对相同功率的载波延拓为三倍带宽且功率能保持在非线性波导的受激布里渊散射的阈值功率以上，解决了单个IQ调制器调制多个梳齿功率均分不够，导致无法达到非线性波导的受激布里渊散射的阈值功率的问题。
由于IQ调制器的工作带宽中心频率无法大范围调控，通过级联的方式可以扩大中心频率的调控范围，如图7所示，图7为本实施例中第一IQ调制器4和第二IQ调制器5级联扩展中心波长可调范围频谱的示意图，本实施例使用的IQ调制器工作带宽最大到25.6GHz，通过在第一IQ调制器4中调制20GHz光频梳并对光频梳进行抑制载波单边带处理，在第一IQ调制器4中再调制20GHz光频梳并对光频梳进行抑制载波单边带处理，最终得到中心频率为40GHz的目标泵浦光，突破了IQ调制器的工作带宽限制。更近一步地，按照此方法可以级联多个IQ调制器，可以突破传统方案的硬件限制，达到THz的调控范围。
将所述信号光载波输入第三IQ调制器6，矢量网络分析仪16输出扫频信号经第三IQ调制器6调制到信号光载波上，并调节第三IQ调制器6的控制偏压抑制载波双边带，得到目标光信号；所述目标光信号经过第三光放大器9进行功率带宽放大后，目标光信号依次经过第二偏振控制器11和隔离器13输入SBS介质14；目标信号光在受激布里渊散射增益区的一部分信号得到显著的放大，实现信号的带通滤波，或目标信号光在受激布里渊散射吸收区的一部分信号得到显著的减少，实现信号的带阻滤波。所述受激布里渊散射增益区是指泵浦光频率下移产生的布里渊平移量对应产生微波光子带通滤波效果，以及受激布里渊散射吸收区在泵浦光频率上移产生的布里渊平移量对应参数微波光子带阻滤波效应。
经过带通滤波或带阻滤波后的目标信号光通过环形器12传输至光电探测器15，光电探测器15输出微波信号传输至矢量网络分析仪16，对微波信号进行分析，评估微波光子滤波系统的性能。
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，包括激光器(1)、分光器(2)、任意波形发生器(3)、第一IQ调制器(4)、第二IQ调制器(5)、第三IQ调制器(6)、第一光放大器(7)、第二光放大器(8)、第三光放大器(9)、第一偏振控制器(10)、第二偏振控制器(11)、环形器(12)、隔离器(13)、SBS介质(14)、光电探测器(15)；
所述激光器(1)输出光载波传输至所述分光器(2)，所述分光器(2)的第一输出端输出泵浦光载波，所述分光器(2)的第二输出端输出信号光载波；
所述泵浦光载波依次经过所述第一IQ调制器(4)、第一光放大器(7)、第二IQ调制器(5)、第二光放大器(8)和第一偏振控制器(10)后，经环形器(12)传输至所述SBS介质(14)；其中所述任意波形发生器(3)分别向第一IQ调制器(4)和第二IQ调制器(5)输出电频梳；
待滤波信号经第三IQ调制器(6)输入片上微波光子滤波系统，且待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器(6)中进行调制，再依次经过第二偏振控制器(11)、第三光放大器(9)、隔离器(13)和SBS介质(14)后，经环形器(12)传输至所述光电探测器(15)，所述光电探测器(15)输出微波信号。
2.根据权利要求1所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，所述任意波形发生器(3)向第一IQ调制器(4)输出多梳电频梳；所述任意波形发生器(3)向第二IQ调制器(5)输出泵浦高频电频梳。
3.根据权利要求1所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，所述片上微波光子滤波系统还包括矢量网络分析仪(16)和终端控制模块(17)；
所述光电探测器(15)输出微波信号传输至矢量网络分析仪(16)，矢量网络分析仪(16)对微波信号进行分析，得到滤波分析结果，并将所述滤波分析结果传输至所述终端控制模块(17)，终端控制模块(17)根据滤波分析结果控制所述任意波形发生器(3)分别向第一IQ调制器(4)和第二IQ调制器(5)输出新的电频梳。
4.根据权利要求1所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，所述任意波形发生器(3)的第一输出端输出的电频梳的频率间隔不大于SBS介质(14)的最大带宽。
5.根据权利要求1所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，所述第二IQ调制器(5)的调制带宽大于SBS介质(14)的自然带宽且不超过SBS介质(14)自然带宽的2倍。
6.根据权利要求1所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，所述第一光放大器(7)、第二光放大器(8)和第三光放大器(9)均包括掺饵光纤放大器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，所述SBS介质(14)包括非线性介质波导。
8.一种基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波方法，应用于权利要求1-7任一项所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波系统，其特征在于，包括以下步骤：
激光器(1)发出的光载波经过分光器(2)分为泵浦光载波和信号光载波；
将所述泵浦光载波输入第一IQ调制器(4)，任意波形发生器(3)输出电频梳经第一IQ调制器(4)调制到泵浦光载波上，得到光频梳；所述光频梳经过第一光放大器(7)进行功率带宽放大后输入第二IQ调制器(5)，任意波形发生器(3)输出电频梳经第二IQ调制器(5)调制到光频梳上，得到目标泵浦光；目标泵浦光经过第二光放大器(8)进行功率带宽放大后，目标泵浦光依次经过第一偏振控制器(10)和环形器(12)输入SBS介质(14)，目标泵浦光激发SBS介质(14)产生受激布里渊散射增益或受激布里渊散射吸收；
将待滤波信号输入第三IQ调制器(6)，所述待滤波信号与所述信号光载波在第三IQ调制器(6)中进行调制，得到目标光信号；所述目标光信号经过第三光放大器(9)进行功率带宽放大后，依次经过第二偏振控制器(11)和隔离器(13)输入SBS介质(14)，SBS介质(14)对输入的目标光信号进行带通滤波或带阻滤波；
经过带通滤波或带阻滤波后的目标信号光通过环形器(12)传输至光电探测器(15)，光电探测器(15)输出微波信号。
9.根据权利要求8所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波方法，其特征在于，所述方法还包括调节第一IQ调制器(4)的控制偏压对泵浦光载波进行抑制载波单边带处理；调节第二IQ调制器(5)的控制偏压对光频梳进行抑制载波单边带处理；调节第三IQ调制器(6)的控制偏压对信号光载波进行抑制载波双边带处理。
10.根据权利要求8所述的基于IQ调制器级联的片上微波光子滤波方法，其特征在于，所述方法还包括通过矢量网络分析仪(16)输出扫频信号作为待滤波信号，将所述待滤波信号输入所述第三IQ调制器(6)。
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