[发明专利]基于光电复合的超宽带信号多路并行压缩采样方法

权利要求书

1.基于光电复合的超宽带信号多路并行压缩采样方法，包括：

1)用脉冲激光光源产生两路超短光脉冲，将第一路超短脉冲通过第一单模光纤拉伸，变为第一路一次拉伸的光脉冲E₁；将第二路超短光脉冲依次经过延时器和第一单模光纤拉伸，变为第二路一次拉伸的光脉冲E₂；

2)用二功分器将射频信号x(t)分成两路信号x₁(t)和x₂(t)，并将这两路信号通过马赫曾德尔调制器分别调制到第一路被拉伸的光脉冲E₁和第二路被拉伸的光脉冲E₂上，得到第一路调制信号E_out1和第二路调制信号E_out2；

3)将第一路调制信号E_out1和第二路调制信号E_out2分别通过第二单模光纤拉伸，得到第一路二次拉伸的信号E′_out1和第二路二次拉伸的信号E′_out2；

4)用光电探测器将第一路二次拉伸的信号E′_out1和第二路二次拉伸的信号E′_out2转变为第一路电信号x′₁(t)和第二路电信号x′₂(t)；

5)将第一路电信号x′₁(t)和第二路电信号x′₂(t)的数据按照先后顺序合并到一起，得到时域拉伸信号x'(t)；

6)选择正交基Ψ对时域拉伸信号x'(t)进行稀疏表示，使时域拉伸信号x'(t)在Ψ上的投影系数向量a是稀疏的，即时域拉伸信号x'(t)在Ψ上的稀疏表示；

7)用Gold码设计观测矩阵Φ：Φ＝D·H·R，其中D为低速AD采样，H为低通滤波器，R为N×N的对角矩阵；

8)用观测矩阵Φ对时域拉伸信号x'(t)进行频域压缩，得到观测向量Y，即为采样的离散数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中的第一单模光纤，选用群速度色散参数β₂＝20ps²/km，长度L₁＝1km的单模光纤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤3)中的第二单模光纤，选用群速度色散参数β₂＝20ps²/km、长度L₂＝4km的单模光纤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤6)中选择正交基Ψ对时域拉伸信号x'(t)进行稀疏表示，按如下步骤进行：

6a)选择傅里叶正交基作为Ψ，将时域拉伸信号x'(t)表示为：

x'(t)＝Ψ·a

其中，a为投影系数向量；

6b)取投影系数向量a的l₁范数：||a||₁＝|supp(a)|，其中supp(a)为投影系数向量a的支撑集，||a||₁表示支撑集中的非零元素个数；

6c)设K为一个满足K＜＜N的数，其中N为投影系数向量a的长度，将||a||₁与K进行比较：

如果||a||₁≤K，则投影系数向量a是稀疏的，称a是时域拉伸信号x'(t)的稀疏度为K的稀疏向量，即a是时域拉伸信号x'(t)在正交基Ψ上的稀疏表示；

否则，投影系数向量a是非稀疏的，时域拉伸信号x'(t)在正交基Ψ上的投影是不稀疏的，要继续寻找另外的正交基Ψ，直到时域拉伸信号x'(t)在正交基Ψ上的投影系数向量a是稀疏的。