頻譜分析是當今眾多領域的一個基本工具,包括無線通信,雷達,電子對抗等等。例如,在無線通信領域,隨著通信制式的不斷發(fā)展、各個波段的持續(xù)開發(fā),空間中所包含的頻譜越來越密集,資源的合理利用將越來越迫切。因而,寬帶、實時的頻譜分析是無線資源合理應用的重要前提。微波光子是近幾十年來國內外紛紛開展的一個研究領域,期望將射頻信號（RF）承載到光頻上,利用寬帶低損的光子器件實現(xiàn)高性能的射頻信號處理。實時傅里葉變換（RTFT）,也被稱為頻域—時域映射技術（FTM）,是一種非常有效的獲取寬帶射頻頻譜的方法,它成功解決了普通數字信號處理器件對信號帶寬的限制。此方案的缺點是,為了實現(xiàn)足夠的頻譜分辨率（即可同時分析的射頻信號時長）,所需要的色散太大,以至于在光上也無法實際實現(xiàn)、或者需要的延時太長。本論文主要研究內容為實時傅里葉變換系統(tǒng)的性能優(yōu)化,主要工作如下:一、介紹了實時傅里葉變換技術基本原理,由時空對應原理可知,類比于空間中的夫瑯禾費衍射現(xiàn)象,通過在頻域上對光信號進行二次相位調制,可以在輸出端時域得到輸入信號的頻譜信息,從而實現(xiàn)實時傅里葉變換。在此基礎上,介紹了兩種實時傅里葉變換方案:基于色散的實時傅里葉變... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３．基于相位調制的微波頻率測量系統(tǒng)［１９］??［２（）］

上式說明觀察面上的夫瑯禾費衍射為輸入場復振幅分布的傅里葉變換??Ｆ｛Ｅ（＾７７）｝與復因子Ｃ的乘積。當我們只關注衍射場的光強時，Ｃ不起作用，因??此我們可以通過夫瑯禾費衍射場的光強來得到輸入場的傅里葉變換，如圖２－ｌ（ａ）??所示。??根據時空對應原理，空間中的衍射對應于光纖中的二階色散。類比于空間??中的夫瑯禾費衍射，當輸入光脈沖經過一段色散介質后，只要滿足時域上的夫??瑯禾費近似條件，我們可以在輸出端時域獲得輸入光脈沖的頻譜，從而實現(xiàn)傅??里葉變換，如圖２－１（ｂ）所示。??（ａ）?＼??＾?？?ｆａｒ－ｆｉｅｌｄ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ??備?一一一?ｙ?（Ｆｏｕｒｉｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）???：＞＞?ＡＡｒ???／Ｋ＼?ｆａｒ－ｆｉｅｌｄ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ??、、?，Ｘ？．，?（Ｆｏｕｒｉｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）??？丨丨令?＊?、??Ｊｌ?ｔ?，?＼?ｔ；??＊＊??｜?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?????ｌ?吵＞?Ｖ２Ｊ?＾Ａｙｖ＾ｉ??圖２－１．?（ａ）夫瑯禾費衍射（ｂ）基于色散的實時傅里葉變換系統(tǒng)［３１］??此外，在空間成像理論中，我們利用透鏡將位于遠場的衍射圖樣成像到透鏡??的像方焦平面處

??色散介質來實現(xiàn)時域的傅里葉變換，如圖２－２（ｂ）所示。在此系統(tǒng)中，使窄帶光??脈沖經過一定長度的色散介質，然后進入時間透鏡進行二次時域相位調制（對??應于空間成像中的透鏡），最后經過一定長度的輸出色散介質。當輸入光脈沖包??含多個離散頻點時，每個頻率會在時域被映射為不同延時的脈沖，從而得到傅??里葉變換，此即為基于時間透鏡的實時傅里葉變換系統(tǒng)。??Ｈｉ?Ｉ卜??Ｉ??：，?／?，，?＜??（ｂ）：⑴?＿Ａ１＿?ｔ?；?＿?廣ｅｉｅ＇?＿?：，ｗ（ｔ，ｊＡｌ?ｔ?；??１?—■?〇２?—?Ｄｆ－?〇２?＂＂＂?＾２?一?：??Ｉ?ｉｉ?；?顯１?…??、一一一霉—著、＿＿＿＿＿＿＿＿＿一??圖２－２．?（ａ）基于透鏡的空間成像（ｂ）基于時間透鏡的實時傅里葉變換系統(tǒng)１３１１??２．２實時傅里葉變換系統(tǒng)實現(xiàn)方案??２．２．１基于色散的實時傅里葉變換系統(tǒng)簡介??在不考慮三階及以上色散及非線性的條件下，光纖給光信號帶來一個頻域??的二次相位調制


本文編號：3427516