[发明专利]一种宽带信号处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种宽带信号处理方法及系统。步骤为：a.将宽谱线性啁啾光脉冲和待处理信号进行频谱/波长映射；b.将步骤a处理的信号经过色散介质B完成时域‑频率映射；c.将步骤b处理的信号射到反射式闪耀光栅，使其按各自频率/波长成分在空间上展开；d.在反射式闪耀光栅的反射路径上放置成像屏，接收来自反射式闪耀光栅反射的信号生成空间强度分布图案；e.成像屏置于傅里叶透镜的前焦平面，空间强度分布图案经傅里叶透镜完成实时傅里叶变换；f.完成傅里叶变换后的空间强度分布图案通过设置于傅里叶透镜后焦平面的多路光纤进行取样。本发明将傅里叶变换结果并行输出与高精度电处理系统有机融合，得到宽带信号高精度频谱分析处理方法及系统。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种宽带信号处理方法及系统。

背景技术

宽带信号的实时高精度数字化处理在雷达、通信等领域具有重要需求。受限于电子系统的带宽，这一需求往往难以实现。

现有信号的时—频分析技术主要依托于电子技术，虽然电子技术在较小带宽信号处理中，在精度和后续结合计算机的信号处理方面表现出强大的优势和能力，但仅采用现有电子技术手段完整地实现宽带信号的高效时—频分析与处理显然具有相当大的难度和挑战。

光波具有大带宽、良好的并行性等特点。且傅里叶变换功能能简单地通过一个透镜在物理上以光速完成傅里叶变换。这不仅保证了变换的速度，而且不受信息量本身复杂度的影响，也不会出现算法变换中算法不合适的情况。

综上所述，要高效实现宽带信号频谱的检测、分析和后续处理，高效率的傅里叶变换是不可回避的问题。电子器件与系统具有稳定、高精度和方便后端处理的优势，而光子技术具备大带宽和高度并行性的特点，特别是利用光学透镜可以实时完成复杂信号傅里叶变换的强大能力。但如何将这些优势有机融合形成宽带信号时—频分析和处理的新机制与新方法是目前所亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种宽带信号处理方法及系统。本发明使用时域信号向空域信号转换的机理和方法，采用透镜实时完成宽带信号的傅里叶变换运算，并将傅里叶变换结果并行输出与高精度电处理系统有机融合，最终得到一套宽带信号高精度频谱分析与处理的方法及系统。

本发明的技术方案：一种宽带信号处理方法，包括下述步骤：

a.将待处理信号和宽谱线性啁啾光脉冲进行时间-频率映射；

b.完成时间-频率映射后的信号经过色散介质B后，各频率上所携带的时间 -强度信息在时域上收缩，完成时序上的排列，即完成信号的时域-频率映射和压缩；

c.将完成时域-频率映射和压缩的信号射到反射式闪耀光栅，使其按各自频率成分在空间上展开；

d.在反射式闪耀光栅的反射路径上放置成像屏，成像屏接收来自反射式闪耀光栅反射的信号后出现与时域信号的强度变化对应的空间强度分布图案；

e.成像屏置于傅里叶透镜的前焦平面，此时空间强度分布图案通过傅里叶透镜并在其后焦平面完成实时傅里叶变换；

f.完成傅里叶变换后的空间强度分布图案通过设置于傅里叶透镜后焦平面的多路光纤进行取样，取样结果由多路光纤并行输出。

前述的宽带信号处理方法所述步骤a中，所述的宽谱线性啁啾光脉冲按下述步骤产生：

a1.由光窄脉冲产生器产生光窄脉冲；

a2.光窄脉冲经过非线性谱展宽器后频谱得到展宽，获得超连续谱光源；

a3.将超连续谱光源通过色散介质A，即产生宽谱线性啁啾光脉冲。

前述的宽带信号处理方法所述步骤a中，所述的时间-频率映射为，将待处理信号和宽谱线性啁啾光脉冲进行从信号时域强度分布到频谱分布的映射。