专利摘要

本发明提供了一种基于去包络技术的时域展宽模数转换系统和方法，该系统中啁啾光窄脉冲产生装置利用锁模激光器和色散光纤产生啁啾高斯光窄脉冲；射频信号时域展宽装置利用光分路器将光脉冲分为3路，射频信号调制到第1路光信号中，随后3路光信号经过偏振控制、延时、耦合、放大、色散、光电探测等处理，变为串行传输的时域展宽的3路电信号；数字信号处理装置接收串行输入的3路时域展宽的电信号，利用相干探测和去包络算法得到无高斯包络的时域展宽射频信号。采用本发明的系统和方法，可以有效去除时域展宽射频信号的高斯包络，相比较现有的光子时域展宽模数转换系统，本系统和方法得到的时域展宽射频信号更加精确，能适应高频信号的模数转换。

权利要求

1.一种基于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；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，混频模块，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路相同功率的光信号，输出第1路光信号至相位调制模块；所述相位调制模块对射频信号进行相位调制，输出已调制的光信号至混频模块；所述混频模块利用180度混频器对第1路调制光信号和第2路光信号进行混频，混频输出的第2路信号经过光延时线与第1路信号共同接入耦合模块；所述耦合模块利用两个3dB耦合器对处理后的3路光信号进行耦合，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分为3路相同的光脉冲，标号为第1路光脉冲，第2路光脉冲，第3路光脉冲； 

相位调制器，第1路光脉冲接入到相位调制器，一个光脉冲信号作为窗口，捕获射频信号，完成射频信号的时间-波长转换； 

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； 

耦合器，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路光脉冲耦合； 

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。 

4.根据权利要求1所述的基于去包络技术的时域展宽模数转换系统，其特征在于，所述数字信号处理装置包括： 

模数转换器，对接收到的串行传输的3路低速电信号进行采样，将模拟信号转为数字信号； 

数字信号处理器，处理串行传输的3路信号；在数字域中，分别存储3路信号，其中第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，即去包络技术，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号。 

5.一种基于去包络技术的时域展宽模数转换方法，其特征在于，该方法包括： 

A、锁模激光器产生时宽为ps量级的超短高斯光脉冲，将产生的光脉冲经过光纤，利用光纤的色散效应，实现光脉冲宽度的调节，得到脉宽展宽的啁啾光窄脉冲； 

B、经过光分路器将调节后的光脉冲分为3路，第1路光信号与 射频信号进行相位调制，实现射频信号时间-波长映射，第2路与第3路光信号作为参考信号；所述参考信号可用于解调含有高斯包络的时域展宽射频信号；第1路调制信号和第2路光信号分别经过偏振控制器，匹配两者的偏振态，再分别接入180度混频器中，便于后续完成相干探测；所述混频器输出的第1路光信号和经过延时的第2路光信号通过耦合器，耦合后的信号与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲再耦合，整合为一路输出至掺铒光纤放大器；所述掺铒光纤放大器补偿信号的系统损失，放大后的信号经过光纤传输，输出至光电探测器；所述光电探测器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； 

C、数字信号处理装置中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器；所述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。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A所述啁啾光窄脉冲产生的实现方法包括： 

A1、锁模激光器产生时间宽度为ps量级的超短高斯光脉冲； 

A2、产生的超短高斯光脉冲经过一段光纤，由于光纤中传输的光脉冲的不同频率成份以不同的速度传播，在光纤传输中存在色散现象，利用色散效应，对超短高斯光脉冲宽度进行调节，从而得到脉宽 展宽的啁啾光窄脉冲。 

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤B所述射频信号时域展宽的实现方法包括： 

B1、经过光分路器调节后的光信号分为3路，第1路光信号与射频信号进行相位调制，实现射频信号的时间-波长映射，第2路光信号与第3路光信号作为参考信号； 

B2、调制后的射频信号与第2路光信号分别通过偏振控制器，匹配两者的偏振态，再将两者接入180度混频器中，便于后续完成相干探测； 

B3、混频器输出的第1路光信号和经过光延时线的第2路光信号共同接入耦合器，耦合后的信号再与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲耦合，整合为一路输出至掺铒光纤放大器，放大光信号，补偿系统产生的光损； 

B4、掺铒光纤放大器输出的光信号经过光纤传输，利用光纤的色散效应，对光脉冲宽度进行调节，3路光信号经历相同的展宽效果； 

B5、光电探测器检测接收到的光信号，通过光电转换将光信号转变为电信号，得到串行传输的3路电信号。 

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤C所述数字信号处理的实现方法包括： 

C1、模数转换器对接收到的串行传输的3路低速电信号进行采样，将模拟信号转为数字信号； 

C2、数字信号处理器处理串行传输的3路信号；在数字域中，分 别存储3路信号，其中第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，即去包络技术，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号。 

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及基于去包络技术的时域展宽模数转换系统和方法。

背景技术

近年来，电学模数转换器性能快速发展，但是其发展速度仍旧远远慢于数字信号处理的发展速度，当前模数转换器的采样率为80GSa/s,模拟带宽为13GHz。对于一些现代通信应用，如医学成像系统、雷达通信系统和其他先进的电子仪器，其数字信号处理中模数转换需要更高的采样率和更大的输入带宽，传统的电学模数转换器性能不能满足要求。

为了增强模数转换器的有效采样率和输入带宽，各种光子技术被提出和证明。其中利用光纤的色散效应降低模数转换器输入射频信号速率的时域展宽技术被Jalali教授提出。时域展宽技术采用经过光纤色散效应处理的超短光脉冲调制射频信号，已调光信号经过色散光纤，引起光信号脉宽的展宽，经过光电探测后的电信号即为时域展宽的射频信号。利用光子时域展宽技术，解决了电学模数转换器采样率和输入带宽受限的情况。

图1为现有的光子时域展宽模数转换系统的结构示意图。现结合图1，对现有的光子时域展宽模数转换系统的结构进行说明，具体如下：

现有的光子时域展宽模数转换系统包括：啁啾光窄脉冲产生装置10，相位调制装置11，相干探测装置12和数字信号处理装置13。

啁啾光窄脉冲产生装置10用于产生啁啾光窄脉冲，再将啁啾光窄脉冲经过高色散光纤传输至相位调制装置11。其中啁啾光窄脉冲产生装置10包括：一个超连续谱激光器100和一个光带通滤波器101。超连续谱激光器100产生超连续谱光波信号，利用中心频率为1520nm，带宽为20nm的带通滤波器切片超连续谱光波信号，产生啁啾光窄脉冲。

相位调制装置11用于调制电信号，实现电信号的时间-波长映射，并通过高色散光纤传输至光电探测装置12。其中相位调制装置11包括：电信号接收器110，马赫曾德调制器111。电信号接收器110用于接收高频电信号。马赫曾德调制器111用于将接收到的电信号相位调制到光波信号中。

相干探测装置12用于解调时域展宽的射频信号。其中相干探测装置12包括：本振激光器120、混频器121、光电探测器122、123，掺铒光纤放大器124，信号处理器125，偏振控制环路126，锁相器127。本振激光器120产生与啁啾光窄脉冲产生装置10同频谱的光信号。混频器121将接收到的光调制信号和本振光信号混频，再以两路分别输出。光电探测器122，123分别接收混频器121的两路输出，通过光电转换将光信号转变为电信号，两路电信号再做减法运算，得到时域展宽的射频信号。掺铒光纤放大器124用于补偿系统产生的光损。信号处理器125，处理接收到的时域展宽射频信号。偏振控制环路126，匹配接收信号和本振光信号的偏振状态。锁相器127用于锁定固定中频的相位。

数字信号处理装置13对接收到的时域展宽射频信号进行数字处理。其中数字信号处理装置13包括带通滤波器130，模数转换器131和数字信号处理器132。带通滤波器130对接收到的时域展宽射频信号进行滤波。模数转换器131对滤波后的时域展宽射频信号采样，将模拟信号转变为数字信号。数字信号处理器132数字处理接收到的数字信号，实现高频信号的模数转换。

上述现有的光子时域展宽模数转换系统方法初步实现了射频信号的时域展宽和数字信号处理，但它存在缺陷，其两个激光器不能保证拥有完全匹配的中心频率和线宽，其两个光电探测器不能保证完全匹配的响应度，其带通滤波器不能去除经过光电探测器后的时域展宽射频信号的高斯包络。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于去包络技术的时域展宽模数转换系统，该系统采用一个激光器和一个光电探测器，克服了两个激光器和两个光电探测器所带来的缺陷，此外该系统利用去包络技术，可以有效去除时域展宽射频信号的高斯包络。

本发明的另一目的在于提供一种基于去包络技术的时域展宽模数转换方法，该方法采用一个激光器和一个光电探测器，克服了两个激光器和两个光电探测器所带来的缺陷，此外该方法利用去包络技术，可以有效去除时域展宽射频信号的高斯包络。

为了达到上述目的，本发明的技术方法具体是这样实现的：

一种基于去包络技术的时域展宽模数转换系统，用于产生时域展宽的射频信号，再通过数字信号处理器处理，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，得到脉宽展宽的啁啾光窄脉冲；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，混频模块，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路相同功率的光信号，输出第1路光信号至相位调制模块；所述相位调制模块对射频信号进行相位调制，输出已调制的光信号至混频模块；所述混频模块利用180度混频器对第1路调制光信号和第2路光信号进行混频，混频输出的第2路信号经过光延时线与第1路信号共同接入耦合模块；所述耦合模块利用两个3dB耦合器对处理后的3路光信号进行耦合，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；

上述装置中，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，从而得到脉宽展宽的啁啾光窄脉冲；

上述装置中，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分为3路相同的光脉冲，标号为第1路光脉冲，第2路光脉冲，第3路光脉冲；

相位调制器，第1路光脉冲接入到相位调制器，一个光脉冲信号作为窗口，捕获射频信号，完成射频信号的时间-波长转换；

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；

耦合器，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路光脉冲耦合；

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路时域展宽电信号；所述串行传输的3路时域展宽电信号输出至数字信号处理装置；

上述装置中，所述数字信号处理装置包括：

模数转换器，对接收到的串行传输的3路低速电信号进行采样，将模拟信号转为数字信号；

数字信号处理器，处理串行传输的3路信号；在数字域中，分别存储3路信号，其中第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，即去包络技术，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号；

一种基于去包络技术的时域展宽模数转换方法，其特征在于，该方法包括：

A、锁模激光器产生时宽为ps量级的超短高斯光脉冲，将产出的光脉冲经过光纤传输，利用光纤的色散效应，实现光脉冲宽度的调节，得到脉宽展宽的啁啾光窄脉冲；

B、经过光分路器将调节后的光脉冲分为3路，第1光信号与射频信号进行相位调制，实现射频信号时间-波长映射，第2路与第3路光信号作为参考信号；所述参考信号可用于解调含有高斯包络的时域展宽射频信号；第1路调制信号和第2路光信号分别经过偏振控制器，获得相同的偏振态，再分别接入180度混频器中，便于后续完成相干探测；所述混频器输出的第1路光信号和经过光延时线的第2路光信号通过耦合器，耦合后的信号再与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲耦合，整合为串行传输3路光信号，输出至掺铒光纤放大器；所述掺铒光纤放大器补偿信号的系统损失；所述串行传输3路光信号经过色散光纤传输，展宽后的信号输出至光电探测器；所述光电探测器探测接收到的光信号，利用光电效应将其变为串行传输的3路时域展宽电信号；所述串行传输的3路时域展宽电信号输出至数字信号处理装置；

C、数字信号处理装置中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器；所述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；

上述方法，步骤A所述啁啾光窄脉冲产生的实现方法包括：

A1、锁模激光器产生时间宽度为ps量级的超短高斯光脉冲；

A2、产生的超短高斯光脉冲经过一段光纤，由于光脉冲的不同频率成份以不同的速度传播，所以在光纤传输中存在色散现象，利用色散效应，对超短高斯光脉冲宽度进行调节，从而得到展宽的啁啾光窄脉冲；

上述方法，步骤B所述射频信号时域展宽的实现方法包括：

B1、经过光分路器调节后的光信号分为3路，第1路光信号与射频信号进行相位调制，实现射频信号的时间-波长映射，第2路光信号与第3路光信号作为参考信号；

B2、调制后的射频信号与第2路光信号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；

B3、混频器输出的第1路光信号和经过光延时线的第2路光信号通过耦合器，耦合后的信号再与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲耦合，整合为串行传输的3路光信号，并输出至掺铒光纤放大器，利用掺铒光纤放大器的放大作用，补偿系统损失对光信号的影响；

B4、掺铒光纤放大器输出的光信号在光纤中传输，串行传输的3路光信号利用光纤的色散效应产生相同的时域展宽；

B5、光电探测器检测接收到的光信号，利用光电探测技术得到串行传输的3路时域展宽电信号；

上述方法，步骤C所述数字信号处理的实现方法包括：

C1、模数转换器对接收到的串行传输的3路低速电信号进行采样，将模拟信号转为数字信号；

C2、数字信号处理器处理串行传输的3路信号；在数字域中，分别存储3路信号，其中第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，即去包络技术，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号；

由上述的技术方法可见，本发明提供一种基于去包络技术的时域展宽模数转换系统和方法，能够产生无高斯包络的时域展宽射频信号，该系统产生的射频信号的时域展宽宽度可调。

附图说明

图1为现有的光子时域展宽模数转换系统的结构示意图。

图2为本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换系统的结构示意图。

图3为本发明相干探测和去包络算法原理流程图。

图4为本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换方法的流程图。

具体实施方法

为使本发明的目的、技术方法及优点更加清楚明白，下面将根据以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种基于去包络技术的时域展宽模数转换系统和方法，该系统中啁啾光窄脉冲产生装置产生所需要的啁啾高斯光脉冲；射频信号时域展宽装置将接收的啁啾高斯光脉冲经光分路器分成三路信号，输出第1路光信号至相位调制模块调制接收的射频信号，完成射频信号的时间-波长映射；第1路光调制信号和第2路光信号分别经过偏振控制器，匹配两者的偏振态，再分别接入180度混频器中；混频器输出的第1路光信号和经过光延时线的第2路光信号通过耦合器，耦合后的信号再与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲耦合，整合串行串行传输的3路光信号，并输出至掺铒光纤放大器；放大后光信号在光纤中传输，利用光纤的色散效应产生相同的时域展宽，输出至光电探测器；光电探测器利用光电探测技术得到串行传输的3路时域展宽电信号；数字信号处理装置将接收到的串行传输的3路时域展宽电信号先进行采样，将模拟信号转变为数字信号；数字信号处理器在数字域中分别存储3路信号，其中第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，即去包络技术，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号；

图2为本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换系统的结构示意图。现结合图2，对本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换系统的结构进行说明，具体如下：

本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换系统包括：啁啾光窄脉冲产生装置20，射频信号时域展宽装置21，数字信号处理装置22。

啁啾光窄脉冲产生装置20利用光纤的色散效应，对锁模激光器产生的高斯光脉冲的宽度进行调节，并伴随着啁啾效应，得到展宽的啁啾光窄脉冲；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；

射频信号时域展宽装置21包括光分路模块，相位调制模块，混频模块，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路相同功率的光信号，输出第1路光信号至相位调制模块；所述相位调制模块对射频信号进行相位调制，输出已调制的光信号至混频模块；所述混频模块利用180度混频器对第1路调制光信号和第2路光信号进行混频，混频输出的第2路信号经过延时与第1路信号共同接入耦合模块；所述耦合模块利用两个3dB耦合器对处理后的3路光信号进行耦合，耦合后的3路信号输出至掺铒光纤放大器，放大后3路信号在光纤中传输，通过色散产生相同的时域展宽；所述检测模块利用光电探测技术对接收信号探测，得到串行传输的3路时域展宽电信号；

数字信号处理装置22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；

其中啁啾光窄脉冲产生装置20包括1个锁模激光器200，1段色散光纤201。

锁模激光器200，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，输出至色散光纤201；

色散光纤201，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，得到展宽的啁啾光窄脉冲；

射频信号时域展宽装置21包括1个光分路210，1个相位调制器211，1个信号接收器212，3个偏振控制器213、214、215，1个混频器216，2个可变延时线217、218，2个耦合器219、2110，1个掺铒光纤放大器2111，1段色散光纤2112，1个光电探测器2113。

光分路器210，用于将啁啾光窄脉冲产生装置传输的脉冲信号分成三路，第1路输出至相位调制器211，第2路和第3路作为参考信号，用于解调调制后的射频信号；

相位调制器211接入第1路光脉冲，一个光脉冲信号作为窗口，捕获射频信号，完成射频信号的时间-波长转换，获得调制信号；

信号接收器212，接收射频信号；

偏振控制器213、214、215，保持3路光信号偏振状态的一致；

混频器216，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，其中混频器的传输矩阵如下所示：

S=12111-1---(1)]]>

利用公式(1)输出的第1路信号为输入两信号的和，第2路信号为输入两信号的差；

可变延时线217、218，利用两个可变延时线实现3路信号的并串变换，其中时延分别为T₁、T₂；可变延时线是一个重要的参量，它必须确保3路信号没有重叠；

耦合器219、2110，在混频器输出两路中，第2路光信号经过光延时线和第1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路光脉冲耦合；

掺铒光纤放大器2111，补偿系统产生的光损；

光纤2112，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，其中展宽系数由如下公式确定：

M＝1+L₂/L₁    (2)

其中L₁为光纤201的长度，L₂为光纤2112的长度；

光电探测器2113，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串行传输的3路时域展宽电信号，将探测后的串行传输3路时域展宽电信号输出至数字信号处理装置22；

数字信号处理装置22包括1个模数转换器220和1个数字信号处理器221。

模数转换器220，对接收到的串行传输的3路低速电信号进行采样，将模拟信号转为数字信号；

数字信号处理器221，处理接收到的串行传输3路电信号，在数字域中，第1路和第2路信号通过减法运算实现相干探测功能，得到含有高斯包络的时域展宽射频信号，其中实现相干探测功能的方法如下：

I(t)=Ich1(t)-Ich2(t)=K(Ech1_4Ech1_4*-Ech2_4Ech2_4*)=4IEnvelope(t)1-m2cos(ωRFM)sin(φDIP)-m24cos(2ωRFM)cos(4φDIP)+...---(3)]]>

其中，

Ienv(t)=12KE021(1+(L1+L2)2(T02/β2)2)12exp(-t2T02(1+(L1+L2)2(T02/β2)2))---(4)]]>

φDIP=12β2L2MωRF2---(5)]]>

(3)式中的I_ch1(t)和I_ch2(t)分别为经过光电探测后的第1路和第2路电信号，E_{ch1_4}(t)和E_{ch2_4}(t)分别是经过第二路光纤后串行传输的第1路和第2路光信号，m＝0,K＝(cε₀n/2)R_PDA_eff，其中R_PD为探测器响应度，n是折射率，c是光速，ε₀是真空介电常数，A_eff是光纤的有效模场面积；(4)式中T₀为脉冲的半高宽度，β₂是二阶群速度色散；(5)式是由色散引起的相位变化。

将处理后的信号与第3路电信号进行除法运算，去除时域展宽射频信号的高斯包络。无高斯包络的时域展宽射频信号通过如下算法获得：

SRF(t)=kI(t)-4Ich3(t)Ich3(t)---(6)]]>

其中I(t)为经过相干探测算法输出的信号，I_ch3(t)为第3路参考信号，上式中的减法算法去直流，除法算法去包络，通过上述算法得到无高斯包络的时域展宽射频信号。

图3为本发明相干探测和去包络算法原理流程图，所述方法可以由确定初始值301、存储第1路数据302、判断时间值303、存储第2路数据304、判断时间值305、存储第3路数据306、判断时间值307、相干探测算法308、、去包络算法309、循环下一周期310等10个步骤组成。其中步骤302、303、304、305、306将3路串行传输的采样数字信号转变为并行传输的3路数字信号，并分别存储3路信号。流程图说明如下：

步骤301：确定初始值，如两个可变时延线产生的时延T₁、T₂，啁啾光窄脉冲的脉宽间距D，数字信号处理器中信号的采样率m；

步骤302：存储第1路数据I₁(t)；

步骤303：判断时间值t是否等于T₁*m，如果不相等，继续执行步骤302，再执行步骤303，如果相等，执行步骤304；

步骤304：存储第2路数据I₂(t)；

步骤305：判断时间值t是否等于T₂*m，如果不相等，继续执行步骤304，再执行步骤305，如果相等，执行步骤306；

步骤306：存储第3路数据I₃(t)；

步骤307：判断第时间t是否等于D*m,如果不相等，继续执行步骤306，再执行步骤307，如果相等，执行步骤308；

步骤308：执行相干探测算法，即第1路和第2路存储数据进行减法运算，得到信号I(t)；

步骤309：将步骤308得到的I(t)信号与4倍的I₃(t)做减法，去除直流信号，再与I₃(t)做除法运算，从而实现去包络算法；

步骤310：循环至下一周期，重复执行上数步骤。

图4为本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换方法的流程图。现结合图4，对本发明基于去包络技术的时域展宽模数转换方法流程进行说明，具体如下：

步骤400：锁模激光器产生时宽为ps量级的超短高斯光脉冲，将产生的光脉冲经过光纤，利用光纤的色散效应，实现光脉冲的宽度的调节，得到展宽的啁啾光窄脉冲；

在该步骤中，产生啁啾高斯光脉冲的方法包括：

4001：锁模激光器输出时宽为ps量级的超短高斯光脉冲信号，并且相位完全一样，经过光纤耦合器进入光纤；

4002：产生的超短高斯光脉冲经过一段光纤，由于光纤中传输的光脉冲的不同频率成份以不同的速度传播，在光纤传输中存在色散现象，利用色散效应，对超短高斯光脉冲宽度进行调节，从而得到脉宽展宽的啁啾光窄脉冲；

步骤401：经过光分路器将调节后的光脉冲分为3路，第1路光信号与射频信号进行相位调制，实现射频信号时间-波长映射，第2路与第3路光信号作为参考信号；所述参考信号可用于解调含有高斯包络的时域展宽射频信号；第1路调制信号和第2路光信号分别经过偏振控制器，匹配两者的偏振态，再分别接入180度混频器中，便于后续完成相干探测；所述混频器输出的第1路光信号和经过延时的第2路光信号通过耦合器，耦合后的信号与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲再耦合，整合为一路输出至掺铒光纤放大器；所述掺铒光纤放大器补偿信号的系统损失，放大后的信号经过光纤传输，输出至光电探测器；所述光电探测器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；

在该步骤中，产生时域展宽射频信号的方法包括：

4011：经过光分路器调节后的光信号分为3路，第1路光信号与射频信号进行相位调制，实现射频信号的时间-波长映射，第2路光信号与第3路光信号作为参考信号；

4012：调制后的射频信号与第2路光信号分别通过偏振控制器，匹配两者的偏振态，再将两者接入180度混频器中，便于后续完成相干探测；

4013：混频器输出的第1路光信号和经过光延时线的第2路光信号共同接入耦合器，耦合后的信号再与经过偏振控制器和光延时线的第3路光脉冲耦合，整合为一路输出至掺铒光纤放大器，放大光信号，补偿系统产生的光损；

4014：掺铒光纤放大器输出的光信号经过光纤传输，利用光纤的色散效应，对光脉冲宽度进行调节，3路光信号经历相同的展宽效果；

4015：光电探测器检测接收到的光信号，通过光电转换将光信号转变为电信号，得到串行传输的3路电信号；

步骤402：数字信号处理装置中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器；所述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；

在该步骤中，数字信号处理方法包括：

4021：模数转换器对接收到的串行传输的3路低速电信号进行采样，将模拟信号转为数字信号；

4022：数字信号处理器处理串行传输的3路信号；在数字域中，分别存储3路信号，其中第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，即去包络技术，从而获得无高斯包络的时域展宽射频信号；

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

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专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。