[发明专利]基于相位调制和去包络技术的时域展宽模数转换系统和方法

摘要

本发明提供了一种基于相位调制和去包络技术的时域展宽模数转换系统和方法，该系统中啁啾光窄脉冲产生装置利用锁模激光器和色散光纤产生啁啾高斯光窄脉冲信号；射频信号时域展宽装置利用光分路器将脉冲光信号分为3路，射频信号相位调制到第1路光信号中，随后3路光信号经过偏振控制、延时、耦合、放大、色散、光电探测等处理，变为串行传输的时域展宽的3路电信号；数字信号处理装置接收串行输入的3路时域展宽的电信号，利用相干探测和去包络算法得到无高斯包络的时域展宽射频信号。射频信号波形展宽对应其频率降低，频率降低的倍数与模数转换模块有效采样率的乘积即为本发明模数转换系统的采样率。采用本发明的系统和方法，可以有效去除时域展宽射频信号的高斯包络，相比较现有的光子时域展宽模数转换系统，本系统和方法得到的时域展宽射频信号更加精确，能适应高频信号的模数转换。

主权项

一种基于相位调制和去包络技术的时域展宽模数转换系统，其特征在于，该系统包括：啁啾光窄脉冲产生装置、射频信号时域展宽装置、数字信号处理装置；所述啁啾光窄脉冲产生装置利用光纤的色散效应，对锁模激光器产生的超短高斯光脉冲宽度进行调节，并伴随着啁啾效应，得到展宽的啁啾光窄脉冲信号；所述色散效应为脉冲信号在光纤中传输时，由于光源光谱成分中不同波长具有不同群速度，光脉冲较高的频率分量比较低的频率分量传输得慢，因此引起光脉冲展宽现象；所述射频信号时域展宽装置包括光分路模块，相位调制模块，180度混频器，耦合模块，检测模块；所述光分路模块利用光分路器对每路信号进行功率分配，输出3路相同功率的脉冲光信号，输出第1路脉冲光信号至相位调制模块；所述相位调制模块利用相位调制器对射频信号进行相位调制，输出已调制的光信号至180度混频器；所述180度混频器对第1路调制脉冲光信号和第2路脉冲光信号进行混频，混频后输出两路信号：第1路信号和第2路信号，第2路信号经过光延时线与第1路信号共同接入第1个耦合模块，其输出再与从光分路器输出的第3路脉冲光信号经过光延时线后的信号共同接入第2个耦合模块；所述第1个耦合模块和第2个耦合模块均利用3dB耦合器实现，耦合后的3路信号输出至掺铒光纤放大器，放大后的3路信号在光纤中传输，通过色散产生相同的时域展宽；所述检测模块通过光电转换将光信号转变为电信号，得到串行传输的3路时域展宽电信号；所述数字信号处理装置包括模数转换模块和数字信号处理模块；所述模数转换模块利用模数转换器对接收到的3路串行传输的低速电信号进行采样，将模拟信号转换成数字信号，输出至数字信号处理模块；所述数字信号处理模块利用数字信号处理器对接收到的3路信号分别存储，第1路和第2路信号通过减法运算实现相干探测功能，处理后的信号再与第3路信号进行相除运算，即去包络算法，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号。