頻譜分析是當(dāng)今眾多領(lǐng)域的一個(gè)基本工具,包括無線通信,雷達(dá),電子對抗等等。例如,在無線通信領(lǐng)域,隨著通信制式的不斷發(fā)展、各個(gè)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(shí)時(shí)的頻譜分析是無線資源合理應(yīng)用的重要前提。微波光子是近幾十年來國內(nèi)外紛紛開展的一個(gè)研究領(lǐng)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(shí)現(xiàn)高性能的射頻信號處理。實(shí)時(shí)傅里葉變換（RTFT）,也被稱為頻域—時(shí)域映射技術(shù)（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(shù)字信號處理器件對信號帶寬的限制。此方案的缺點(diǎn)是,為了實(shí)現(xiàn)足夠的頻譜分辨率（即可同時(shí)分析的射頻信號時(shí)長）,所需要的色散太大,以至于在光上也無法實(shí)際實(shí)現(xiàn)、或者需要的延時(shí)太長。本論文主要研究內(nèi)容為實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)傅里葉變換技術(shù)基本原理,由時(shí)空對應(yīng)原理可知,類比于空間中的夫瑯禾費(fèi)衍射現(xiàn)象,通過在頻域上對光信號進(jìn)行二次相位調(diào)制,可以在輸出端時(shí)域得到輸入信號的頻譜信息,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傅里葉變換。在此基礎(chǔ)上,介紹了兩種實(shí)時(shí)傅里葉變換方案:基于色散的實(shí)時(shí)傅里葉變... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３．基于相位調(diào)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(fèi)衍射為輸入場復(fù)振幅分布的傅里葉變換??Ｆ｛Ｅ（＾７７）｝與復(fù)因子Ｃ的乘積。當(dāng)我們只關(guān)注衍射場的光強(qiáng)時(shí)，Ｃ不起作用，因??此我們可以通過夫瑯禾費(fèi)衍射場的光強(qiáng)來得到輸入場的傅里葉變換，如圖２－ｌ（ａ）??所示。??根據(jù)時(shí)空對應(yīng)原理，空間中的衍射對應(yīng)于光纖中的二階色散。類比于空間??中的夫瑯禾費(fèi)衍射，當(dāng)輸入光脈沖經(jīng)過一段色散介質(zhì)后，只要滿足時(shí)域上的夫??瑯禾費(fèi)近似條件，我們可以在輸出端時(shí)域獲得輸入光脈沖的頻譜，從而實(shí)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(fèi)衍射（ｂ）基于色散的實(shí)時(shí)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(yuǎn)場的衍射圖樣成像到透鏡??的像方焦平面處

??色散介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)時(shí)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(jīng)過一定長度的色散介質(zhì)，然后進(jìn)入時(shí)間透鏡進(jìn)行二次時(shí)域相位調(diào)制（對??應(yīng)于空間成像中的透鏡），最后經(jīng)過一定長度的輸出色散介質(zhì)。當(dāng)輸入光脈沖包??含多個(gè)離散頻點(diǎn)時(shí)，每個(gè)頻率會(huì)在時(shí)域被映射為不同延時(shí)的脈沖，從而得到傅??里葉變換，此即為基于時(shí)間透鏡的實(shí)時(shí)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(shí)間透鏡的實(shí)時(shí)傅里葉變換系統(tǒng)１３１１??２．２實(shí)時(shí)傅里葉變換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案??２．２．１基于色散的實(shí)時(shí)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(gè)頻域??的二次相位調(diào)制


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