CN102098094A - 信号周期伸缩及超快速行列变换的方法与器件 - Google Patents

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Abstract

信号周期伸缩及超快速行列变换的方法与器件，是利用波的多普勒效应谐振腔、或光/电磁波传播速度受控的介质(如摘要附图所示)、或线性调节携带信号特征电子束在移动轨迹上各区间不同的移动速度来实现伸缩源信号周期的目的，解决了信号变化时间小于器件最短响应时间时的实时测量与合成、以及实时调节源信号的频谱范围的难题，在精密测量、提高单通道数据传输率、提高光/电磁波的短期频率稳定度(即降低相位噪声)、收发更高频率(相对器件最短响应时间)的无线电信号等方面有着广泛的应用。

Description

信号周期伸缩及超快速行列变换的方法与器件
【技术领域】
本发明是一种伸缩光、电信号周期的方法与器件，用于提高测试测量的精度、改变信号频谱特征、提高数据通信速率
【背景技术】
由波源(或观察者)运动而产生的多普勒频移，可用来判断波源(或观察者)的运动特征。
光在真空中的速度为299792458米/秒，而在水中的速度约为真空光速的四分之三。它们都具有相对稳定但不同的速度。
在电子管应用中，通过给定电子管阴-栅极的偏压可以控制电子流量的大小，阳极高压的大小可以控制电子移动的速度。在现有产品市场应用中，用得最多的基本上都是以固定的电子移动速度(使单位电荷具有相近的能量大小)不同的流量来实现一些诸如荧光、烧灼的目的。不同电子移动速度的应用主要在微观粒子研究及物质性能改善方面。
在现代电子测量和通信中，如果信号变化的时间小于器件响应的时间，那么我们将无法得到在那个时间段信号的准确变化情况或低失真的传播这个信号。器件的响应时间成了约束信号传输速率的瓶颈。
【发明内容】
通过多普勒频移、或可控光(电磁)波传播速度的介质、或线性调节电子束流在移动轨迹上各区间不同的移动速度来实现伸缩源信号的周期。拉伸信号的周期可用于解决信号变化时间小于器件响应时间时无法实时测量或低失真传播的难题。压缩信号的周期可用于解决信号变化时间小于器件响应时间时单通道数据传输速率的瓶颈及信号合成；通过工作在源信号不同相位的多个周期伸缩器件，使被拉伸的信号输出为多路不同时间区间的信号，用以解决信号周期过长时对周期伸缩器件振动幅度(多普勒谐振腔模型)、介质厚度或介质受控范围(受控介质模型)、电子管长度(电子枪模型)的要求，缩小周期伸缩器件的外形尺寸。或把被压缩的多路信号在经过不同的时延后合并为一路信号，用以解决单路信号周期压缩后空闲时间区域的闲置问题。
【附图说明】
图1是本发明的多普勒谐振腔模型。
图2是本发明的光(电磁)波速受控介质模型。
图3是本发明的电子枪模型。
图4是本发明的超快速行列变换模型。
【具体实施方式】
本发明针对具体产品的应用，一共可分为四种具体的实施方式。
第一种方式：多普勒谐振腔模式。见图1。这种模式是依靠多谱勒频移原理，使用高稳定谐振腔的两个振动反射电极对入射波同一时间区间的光(或电磁)波进行多次相向(或逆向)移动产生多普勒频移、并反射它们到对面的振动反射电极，实现对此时间区间的光(或电磁)波波长拉伸或压缩。这种基于对信号处理的目的有别于以往使用多普勒频移去判断波源或物体运动特征的应用。
当谐振腔两端面的距离(L)等于谐振腔的谐振控制信号周期(1/f)×C时，入射波同一时间区间的光(或电磁)波就会被逐渐伸缩(振动反射电极与波源运动方向相同时被压缩、相反时被拉伸)。设谐振板的移动速度为v，反射次数为N，那么以图1而言的波长伸缩值为(为了理解简便不考虑相对论作用)
λ N = ( 1 ± V C ) N ......①
第二种方式：光(或电磁)波传播速度受控介质模型。见图2。这种模式是依靠电磁波/光波在受控光(或电磁)波介质上传播速度的差异原理制成，其核心部件是可控光(电磁)波速介质过滤器。因为入射或输出的波序列受介质传播速度的影响，致使经过此介质的时间不同。调节谐振信号控制器的频率f使入射波同一时间区间的光(或电磁)波始终被拉伸或压缩.其波长伸缩值为
λ N = ( 1 ± ΔC m C ) N ......②
其中ΔC_m为介质最大受控光速差，N为反射的次数。
第三种方式：电子枪模型。见图3。这种模式是依靠电子束流在锯齿波加速信号的作用下，使得电子束流在移动轨迹上各区间有不同的移动速度，致使同样时间区间的电子相对原有的初速度提前(或滞后)到达靶极，通过检测这一电子流的大小，并消除加速过程形成的流量差异复原信号的变化特征，并得到被拉伸或压缩的源信号。以拉伸技术为例，由于电子具有粒子性和静态质量，所以支持伽利略速度变换公式。因此被锯齿波加速的电子束流首尾部分会随时间的增长而使其距离增加，同时提前或滞后到达靶极的时间差也就越大。设电子初速度为v，加速电压锯齿波峰值得到的电子速度为V1，谷值的电子速度为V2，加速后到达阳极靶的时间为t，初始波长为λ，那么其输出波长λ。约为
λ o = V 1 t - V 2 ( t - λ v ) ......③
第四种方式：超快速行列变换。见图4。使用前三种信号周期伸缩器件的任何一种，都会存在这么一个问题。如果信号周期过长，那么势必需要在整个信号周期中控制参量或运动方向始终保持不变，但这样做会加大器件的外形尺寸，以至于不能用于实际产品应用当中。藉此，通过多个工作在不同时间区间的信号周期伸缩器件，轮流切换工作或闲置，并把各自闲置的时间用于保持和输出信号被拉伸的部分，那么就可以把单路快速变化的串行信号转变为多路慢速变化的并行信号。在压缩信号周期的应用中，由于总的信号周期被缩短，如果单靠一个通道传输信号，那么总的波序列数并没有什么变化，即传递的数据信号的数量始终没有变化。为了解决这个问题，我们使用多路输入被压缩的信号，并通过延时器把它们安排在前一通道数据的闲置时间，那么就可以把原来多路并行输入的信号转变为单路串行的输出信号。
通过以上几种信号周期伸缩组件或零件，可以把原来变化较快的信号转变为变化较慢的信号，这就为我们解决了器件的响应时间成了约束信号传输速率的瓶颈问题。同时，我们也可以通过检测入射波的频率，得到其相位噪声偏移的时间，并用此量控制谐振信号发生器，那么就可以得到相位噪声非常低的信号输出。这就为入射波振荡源产生的相位噪声得到后期的弥补提供了一种可行的途径。

Claims (4)

1.利用多普勒谐振腔实现伸缩信号周期的方法或器件。
2.利用光(或电磁)波传播速度受控的介质实现伸缩信号周期的方法或器件。
3.通过线性调节电子束流在移动轨迹上各区间不同的移动速度来实现伸缩信号周期的方法或器件。
4.通过一个以上工作在源信号不同相位的伸缩信号周期的器件，将单路信号分配成多路信号或将多路信号合并为单路信号的方法或器件。
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