[发明专利]一种光学分数阶傅里叶变换方法、系统及信号接收机

说明书

本发明提供一种光学分数阶傅里叶变换方法、系统及信号接收机，所述方法的步骤包括，接收初始信号，得到所述初始信号的时频图像，基于初始信号时频图像的角度获取目标输出信号时频图像的角度；基于所述目标输出信号的时频图像的角度计算目标输出信号对应的目标色散值，基于所述目标色散值计算目标输出信号的目标相位；基于初始信号的带宽将所述初始信号划分为多个窄带信号，获取每个窄带信号的窄带相位，基于所述窄带信号所处的频率位置匹配在所述目标输出信号的同一频率位置的目标相位，将每个窄带相位均调整为目标相位；基于所述初始信号的带宽将完成窄带相位调整的多个窄带信号通过相干探测进行合并，输出与初始信号带宽相同的实际输出信号。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种光学分数阶傅里叶变换方法、系统及信号接收机。

背景技术

现有技术的信号接收技术中，通常采用电学的信号接收方式，电学的信号接收方式通常是接收模拟信号，再将模拟信号转换为数字信号的方式，完成信号的接收，但是电学的信号接收方式可处理的带宽有限，难以满足现在的需求。

为了提高可处理的带宽，现有技术中存在采用光学的信号处理方法，在光学的信号处理方法中，将接收到的信号调制在光上，光载信号在色散介质中的传输后通过光电探测器接收后就可以完成射频信号的分数阶傅里叶变换，完成信号的转换，并能够进一步进行接收。但分数阶傅里叶变换的分辨率正比于色散值的大小，常用的色散介质包括光纤和啁啾光纤光栅。当色散值为零时，输出信号与输入信号相同，此时为0阶傅里叶变换。随着色散增大至逐渐满足远场衍射条件时，输出信号为输入信号的傅里叶变换，此时为±1阶傅里叶变换。分数阶傅里叶变换阶数的正负由色散介质的符号决定。

因此，输出信号的傅里叶变换输出结果的归一化幅度值是衡量输出信号的指标，而只有当输入信号和输出信号的时频图像相互垂直，而输出信号的时频图像的角度取决于色散介质的色散值，而色散介质的色散值是确定的，现有技术难以对色散值进行调整，难以保证对不同信号的最优输出。

发明内容

鉴于此，本发明的实施例提供了一种光学分数阶傅里叶变换方法、系统及信号接收机，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的第一方面提供了一种光学分数阶傅里叶变换方法，所述方法的步骤包括，

接收初始信号，得到所述初始信号的时频图像，基于所述初始信号的时频图像的角度获取目标输出信号时频图像的角度；

基于所述目标输出信号的时频图像的角度计算目标输出信号对应的目标色散值，基于所述目标色散值计算目标输出信号的目标相位；

基于初始信号的带宽将所述初始信号划分为多个窄带信号，获取每个窄带信号的窄带相位，基于所述窄带信号所处的频率位置匹配在所述目标输出信号的同一频率位置的目标相位，将每个窄带相位均调整为目标相位；

基于所述初始信号的带宽将完成窄带相位调整的多个窄带信号通过相干探测进行合并，输出与初始信号带宽相同的实际输出信号。

采用上述方案，本方案突破了通过时频图像获取目标色散值，并通过对多个窄带信号的相位的调整，模拟色散值的调整，并将色散调整到最佳，本方案突破了色散值对于输出信号的限制，进而突破了色散对于分辨率限制，利用离散的频谱相位编辑实现了高分辨率的分数阶傅里叶变换，将分辨率能够由GHz量级提升至数十MHz量级。

在本发明的一些实施方式中，基于所述初始信号的时频图像的角度获取目标输出信号时频图像的角度的步骤包括：

获取所述初始信号的时频图像与横坐标轴的夹角的角度；

将所述夹角的角度增大90°，得到目标输出信号时频图像的角度。

在本发明的一些实施方式中，根据如下公式，基于所述目标输出信号的时频图像的角度计算目标输出信号对应的目标色散值，