由于傳統(tǒng)的電子技術(shù)受瞬時帶寬和響應(yīng)速率的限制,如何快速的實現(xiàn)寬帶射頻信號的頻譜檢測是近年來的研究熱點。微波光子學應(yīng)運而生,光學傅里葉變換可以在微秒或者納秒量級的時間內(nèi)實現(xiàn)信號的時頻互換,為實時測頻提供了新的方案。在實現(xiàn)光學傅里葉變換的多種方案中,基于時間透鏡的光學傅里葉變換系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,受到廣泛關(guān)注。但是單純的使用時間透鏡的光學傅里葉變換系統(tǒng)能夠獲得的頻譜分辨率較低,不能滿足實際頻譜分析的需要。本文為實現(xiàn)高分辨率的頻譜分析,提出時間壓縮技術(shù)對信號進行預(yù)處理。受時間拉伸技術(shù)的啟發(fā),先把射頻信號調(diào)制到啁啾光脈沖上,然后利用光纖的色散補償作用使信號在時域被壓縮,相應(yīng)地頻譜得到展寬,壓縮后的信號再經(jīng)過時間透鏡系統(tǒng)進行頻譜檢測,這樣就可以用相同精度的頻譜檢測系統(tǒng)獲得更好的分辨率。本文主要工作如下:（1）基于時空對應(yīng)原理,深入分析了時間透鏡原理�；诟道锶~變換的原理,提出一種時間壓縮技術(shù),通過對射頻信號進行時間壓縮,實現(xiàn)頻譜的展寬,等效提高了光學傅里葉變換的頻譜分辨率。（2）為避免原始啁啾脈沖對信號的干擾,需要將壓縮后的信號重新加載到光載波上進行光學傅里葉變換。但壓縮后射頻信號的帶寬過... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一基于時間透鏡實現(xiàn)高分辨的傅里葉變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

纖色散的作用，就會像光束經(jīng)過透鏡會聚在空間中得到傅里葉變換一樣，光脈沖??會在時域上得到傅里葉變換，實現(xiàn)了時－頻包絡(luò)的互換。典型的基于時間透鏡的光??學傅里葉變換的系統(tǒng)如圖１－３所示。??丁?ｆａｒ－ｆｌｅｌｄ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ??＿?：Ｔｙｒ：?■?（Ｆｏｕｒｉｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）??Ｏ?Ｑ?■．ｄ丨??ＳＭＦ???ＳＭＦ??圖１－３典型的基于時間透鏡的光學傅里葉變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖ｔ３Ｑ］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｏｐｔｉｃａｌ?Ｆｏｕｒｉｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍ?ｓｙｓｔｅｍ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｔｉｍｅ?ｌｅｎｓ［３０］??與常用的透鏡類似，將時間透鏡能夠?qū)︔斎胄盘柈a(chǎn)生有效的二階相位調(diào)制的??時間窗口叫做時間孔徑，它表示時間透鏡能夠起作用的時域范圍。把光脈沖能夠??被壓縮的最小寬度叫做分辨率，它是衡量時間透鏡能夠分辨的最短的時間，同時??它也決定了時間透鏡對頻譜的分辨能力。這是兩個衡量時間透鏡性能的關(guān)鍵參數(shù)。??發(fā)展至今時間透鏡可以利用電光相位調(diào)制器、非線性晶體的和頻與差頻、光纖的??非線性效應(yīng)來實現(xiàn)。??Ｍ．?Ｔ．?Ｋａｕｆｆｍａｎ等人在１９９４年使用衍射光柵和由微波驅(qū)動的相位調(diào)制器組成??時間透鏡系統(tǒng)，實現(xiàn)了信號時域－頻域的轉(zhuǎn)換，這樣就可以使用光譜儀測量皮秒量??級的光脈沖，當光電相位調(diào)制器的驅(qū)動信號的頻率為５．２ＧＨｚ時，該系統(tǒng)可以達到??３ｐｓ的分辨率??Ｎ．?Ｋ．?Ｂｅｒｇｅｒ等人在２００５年首次在實驗中采用電光相位調(diào)制的方法實現(xiàn)了時??間透鏡，并利用它進行了光學傅里葉變換，該系統(tǒng)對光脈沖的實時頻譜測量的分??辨率達到０．０４ｎｍ

光脈沖序列壓縮到原信號的１／２７，成為一個時長不到１００ｐｓ、速率為２７０Ｇｂ／ｓ的信??號，把這個信號隱藏到一個普通的光脈沖中，實現(xiàn)保密通信Ｍ。系統(tǒng)中的時間透??鏡是利用基于硅光子波導(dǎo)的四波混頻效應(yīng)實現(xiàn)的，該方案的原理如圖１－４所示：??時間透鏡??Ｉ?Ｉ?時間透鏡??Ｉ??／?傅里ｄ平面?＾?＼??＜—?－????／?？?＾?Ｘ?＾４?Ａ—？??＾?／?ｆＡ?＾??３?°ｉ?十?雜?ｒ，１?ｂ?????一?＿１０?＿?ｉｎｐｕｔ??Ｉ?－２０－?ｉ?－ｓｏ：?卜！??Ｉ?－４０．?ｏｕｔｐｕｔ?＼?ｉ?ｉ?Ｉ?—／?＼?１?卜??－Ｍ：：?ｍ?ｉ?１－＂：?＼ｌ?＼?！＼??－７０－?Ｊ?，?ｉ?ｉ?，?－７０?－?ｉ?！?＇?，??１５３０?１，５４０?１＾５０?１，５６０?１，５７０?１．ＳＢ０?ｌ５＇３０￣￣￣１５＂５０?－?－?Ｊ／￣??ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ｗ柳細?ｇｔｈ?（ｎｍ．＞?，??圖１＿４時間望遠鏡系統(tǒng)實現(xiàn)信號壓縮的方案圖［３５］??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｓｉｇｎａｌ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｔｅｍｐｏｒａｌ?ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ１３５１??該系統(tǒng)中兩次使用同一泵浦源進行四波混頻，有效消除了泵浦源啁啾對信號??帶寬的影響


本文編號：3234248