[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

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的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，所述啁啾光窄脉冲产生装置包括：

锁模激光器，用于产生系统所需的时宽为ps量级的超短高斯光脉冲信号；

光纤，传输超短高斯光脉冲信号，利用光纤色散效应，对光脉冲宽度进行调节，从而得到展宽的啁啾光窄脉冲。

3.根据权利要求1所述的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，所述射频信号时域展宽装置包括：

光分路器，将接收啁啾光窄脉冲信号分为3路相同的脉冲光信号，标号为第1路脉冲光信号，第2路脉冲光信号，第3路脉冲光信号；

相位调制器，第1路脉冲光信号接入到相位调制器，将一个脉冲光信号作为窗口，捕获射频信号，完成射频信号的时间-波长转换；

180度混频器，第1路产生的调制信号和第2路的光脉冲分别通过偏振控制器，匹配两者的偏振状态，再分别接入180度混频器中， 便于后续完成相干探测；

耦合模块，混频器输出的第1路光信号和经过光延时线的第2路光信号耦合，耦合输出再与经过偏振控制器和光延时线的第3路光信号耦合；

掺铒光纤放大器，补偿系统产生的光损；

光纤，传输耦合后的3路光信号，利用光纤色散效应，对光脉冲宽度进行调节，3路光信号经历相同的展宽效果；

光电探测器，探测经过射频信号时域展宽装置后的光信号，利用光电效应将其变为电信号；所述光电探测基于光电效应，在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即将光信号转变成串行传输的3路电信号；所述串行传输的3路电信号输出至数字信号处理装置。