[发明专利]一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法

摘要

本发明提出一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统与方法。系统包括光发射机、本振激光器、光耦合器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统。光发射机在数据帧头位置插入同步导引序列；本振激光器谱线位于信号光谱一侧，通过光耦合器与入射信号光合波形成伪单边带信号，再由光探测器与模数转换器转换为数字信号；数字信号处理系统对数字信号进行分块快速傅里叶变换，乘以频域传函H，再根据一帧内所有数据块频谱中最高谱线的频率进行频偏估计和补偿，同时记录最高谱线所在数据块编号，之后进行逆FFT恢复入射信号光场，最后在所记录的数据块附近搜索帧头实现帧同步。本发明降低了光场重建与时频同步系统的成本、体积、重量和功耗，系统复杂度低。

主权项

1.一种采用单探测器的光场重建与时频同步系统，其特征在于，包括光发射机、本振激光器、光耦合器、光探测器、模数转换器与数字信号处理系统；所述光发射机用于在数据帧头插入同步导引序列，使得信号频谱具有较高的时频同步特征谱线，便于频谱峰值搜索模块寻找目标；所述本振激光器位于光发射机中或位于光接收机中；本振激光器发出的本振光功率大于信号光功率10倍以上，能够有效抑制光探测器中信号与自身拍频产生的非线性干扰；本振光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半；所述光耦合器，用于将信号光与本振光进行合波形成伪单边带信号；所述光探测器，用于将合波形成的伪单边带信号转换为电信号；所述模数转换器，用于将所述光探测器输出电信号转换为数字信号，以便于DSP系统进行处理；所述数字信号处理系统，用于对输入数字信号进行处理，实现光场重建和时频同步，所述时频同步包括频偏估计、补偿以及帧同步。