CN107689807A - 一种宽带射频信号接收方法及接收机设备 - Google Patents

一种宽带射频信号接收方法及接收机设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种宽带射频信号接收方法及接收机设备，该方法应用于接收机，方法包括：将第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，将宽带射频信号调制到载波上，得到一路调制信号；对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号；采用第二预设数量个预设延时参数，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理，得到每一目标啁啾脉冲对应的一路光本振；针对每一光本振，将该路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号。应用本发明实施例，实现了灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号。

Description

一种宽带射频信号接收方法及接收机设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种宽带射频信号接收方法及接收机设备。
背景技术
宽带射频信号因其具有距离分辨率高、抗干扰能力强、目标识别能力好等优点，被广泛应用于深空跟踪、卫星载荷、电子对抗、雷达以及通信导航等领域，随着宽带射频信号的广泛应用，针对宽带射频信号的接收方法逐渐成为研究热点。
宽带射频信号的接收方法主要包括：基于电接收技术的宽带射频信号接收方法和基于光电结合技术的宽带射频信号接收方法。由于基于电接收技术的宽带射频信号接收方法具有接收带宽受限、功耗高、受电磁干扰严重等缺点，已无法满足现代民用及军事需求，而基于光电结合技术的宽带射频信号接收方法具有超高带宽、较低损耗以及传输距离远、抗电磁干扰等优点，已成为宽带射频信号接收方法的常用方法。
目前，基于光电结合技术的宽带射频信号接收方法，主要实现方式为：接收机中包括多个调制器，接收机通过级联多个调制器产生两组相干光频率梳，一组光频率梳的齿线与另一组光频率梳的齿线相对应，在获得宽带射频信号后，将其中一组光频率梳作为载波，用于调制宽带射频信号，将另一组光频率梳作为光本振，由于载波的各齿线与光本振的各齿线相对应，故可以用来代表各个不同的信道，将每一光本振齿线与该光本振齿线对应的载波齿线所调制的宽带射频信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号，从而利用各个信道接收宽带射频信号，实现对宽带射频信号的信道化接收，也就是完成了对宽带射频信号的接收。
该方法的缺点是需要接收机级联多个调制器产生光频率梳，实际划分的信道数目依赖于所产生的光频率梳的有效齿线数目，由于调整有效齿线数目的操作复杂且难度较高，因此，该方法不便于灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种宽带射频信号接收方法及接收机设备，以实现灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种宽带射频信号接收方法，应用于接收机，所述方法包括：
获得宽带射频信号以及第一预设数量路啁啾脉冲；
将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，将所述宽带射频信号调制到所述载波上，得到一路调制信号；
对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号，其中，所述第二预设数量为所述第一预设数量与1的差值；
采用所述第二预设数量个预设延时参数，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理，得到每一目标啁啾脉冲对应的一路光本振，其中，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数不同，一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应，目标啁啾脉冲为：所述第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲；
针对每一路光本振，将该路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号，其中，该路光本振对应的信道为：属于目标接收频率范围的信道，目标接收频率范围为：与目标延时参数对应的预设接收频率范围；目标延时参数为：进行延时处理时得到该路光本振所采用的预设延时参数。
可选的，获得所述第一预设数量路啁啾脉冲，包括：
产生光脉冲；
对所述光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲；
将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲。
可选的，对所述光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲之前，所述方法还包括：
对所述光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：
对所述光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲，包括：
对所述预设光谱宽度的光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲。
可选的，所述将该路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，包括：
将该路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；
将所述四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将所述四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；
将所述一路电信号与所述另一路电信号进行线性解调，得到一路解调信号。
第二方面，本发明实施例提供一种接收机设备，所述接收机设备包括：啁啾脉冲获得器、调制器、第一光耦合器、第二预设数量个可调延时线、第二预设数量个光电转换器，其中，
所述啁啾脉冲获得器，用于获得第一预设数量路啁啾脉冲；将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，并将所述一路载波输入至所述调制器；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线；其中，所述第一预设数量为所述第二预设数量与1的和值；目标啁啾脉冲为：所述第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲；
所述调制器，用于获得宽带射频信号与所述一路载波；将所述宽带射频信号调制到所述载波上，得到一路调制信号；将所述一路调制信号输入至所述第一光耦合器；
所述第一光耦合器，用于对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号；将所述第二预设数量路调制信号分别输入至各个光电转换器；
每一可调延时线，用于采用一个预设延时参数，对所得到的一路目标啁啾脉冲进行延时处理，得到该路目标啁啾脉冲对应的一路光本振；将该路光本振输入至一个光电转换器，其中，每一可调延时线所采用的预设延时参数不同，一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应；
每一光电转换器，用于将所得到的一路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号，其中，该路光本振对应的信道为：属于目标接收频率范围的信道，目标接收频率范围为：与目标延时参数对应的预设接收频率范围；目标延时参数为：进行延时处理时得到该路光本振所采用的预设延时参数。
可选的，所述啁啾脉冲获得器包括锁模激光器、色散补偿光纤、第二光耦合器，其中，
所述锁模激光器，用于产生光脉冲；并将所述光脉冲输入至所述色散补偿光纤；
所述色散补偿光纤，用于对所得到的光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲；并将所述一路啁啾脉冲输入至所述第二光耦合器；
所述第二光耦合器，用于将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲；将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，并将所述一路载波输入至所述调制器；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线。
可选的，所述接收机设备还包括光滤波器，
所述锁模激光器，具体用于产生光脉冲，将所述光脉冲输入至所述光滤波器；
所述光滤波器，用于对所获得的光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：将所述预设光谱宽度的光脉冲输入至所述色散补偿光纤；
所述色散补偿光纤，具体用于获得所述预设光谱宽度的光脉冲；对所述预设光谱宽度的脉冲光进行展宽，得到一路啁啾脉冲，并将所述一路啁啾脉冲输入至所述第二光耦合器。
可选的，所述预设光谱宽度是利用光谱计算公式计算得到的，所述光谱计算公式为：
Δλ＝1/(β2L·frep)
其中，Δλ表示所述预设光谱宽度，frep表示所述光脉冲的重复频率，β2表示所述色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度。
可选的，各个预设延时参数是利用延时计算公式计算得到的，所述延时计算公式为：
α＝1/(2β2L)
其中，τm表示对第m路目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数，frep表示所述光脉冲的重复频率，β2表示所述色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度。
可选的，每一光电转换器包括第三光耦合器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、解调器，其中，
第三光耦合器，用于将所得到的一路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；并将所述四路光信号中的两路光信号输入至所述第一平衡探测器，将所述四路光信号中的其余两路光信号输入至所述第二平衡探测器；
第一平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将所述一路电信号输入至所述解调器；
第二平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；将所述另一路电信号输入至所述解调器；
解调器，用于将所得到的所述一路电信号与所述另一路电信号进行线性解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号。
应用本发明实施例，一个光本振对应一个信道，通过调整光本振的路数，也就是调整第二预设数量，就能调整信道数目，实现了灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种宽带射频信号接收方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的信道的测试结果图；
图3为本发明实施例提供的一种接收机设备的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种抑制镜频干扰的测试结果图；
图5为本发明实施例提供的另一种接收机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了实现灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号，本发明实施例公开了一种宽带射频信号接收方法及接收机设备，以下分别进行详细说明。
为了便于理解，下面对本申请文件中涉及的技术术语进行介绍。
脉冲宽度：简称脉宽，是指单个光脉冲的持续时间，是一个时间衡量单位，有毫秒(ms)、微秒(us)、纳秒(ns)、皮秒(ps)、飞秒(fs)等各种量级。量级越小，光脉冲的作用持续时间越短。
光谱宽度：简称光谱，是指光脉冲波长范围的量度，单位为纳米(nm)。
脉冲重复频率(Pulserepetitionrate)：也称为脉冲重频，等同于一秒内光脉冲重复出现的次数，单位为赫兹(Hz)。
脉冲占空比：是指脉宽与脉冲周期的比值。
下面对本发明实施例所提供的一种宽带射频信号接收方法进行介绍。
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种宽带射频信号接收方法的流程示意图，该方法应用于接收机，包括如下步骤：
S101，获得宽带射频信号以及第一预设数量路啁啾脉冲；
宽带射频信号一般包含某个频率范围内多个射频信号，该频率范围的上限与下限之差，可以称为该宽带射频信号的谱宽。一般的，宽带射频信号所包含的每个射频信号的频率都在1GHz以上。
啁啾脉冲是指频率随时间的变化而变化的光脉冲，具体的，可以为频率随时间的推移而上升的光脉冲，即上啁啾脉冲，也可以为频率随时间的推移而下降的光脉冲，即下啁啾脉冲。
第一预设数量可以根据接收机所需的信道数目预先设定，具体的，可以为所需的信道数目与1之和，例如，所需的的信道数目为10，则第一预设数量为10+1＝11。
实际应用中，可以根据所获得的宽带射频信号的谱宽，以及预设的信道带宽，确定接收机所需的信道数目，具体的，可以采用公式如下：
N＝ΔW/f (1)
其中，N表示所需的信道数目，ΔW表示所获得的宽带射频信号的谱宽，f表示预设的信道带宽。
具体的，预设的信道带宽可以等于啁啾脉冲的脉冲重复频率。
另外，在一种具体的实施方式中，可以通过如下步骤获得第一预设数量路啁啾脉冲：
步骤A1，产生光脉冲；
步骤A2，对光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲；
步骤A3，将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲。
所产生的光脉冲可以为飞秒激光脉冲、皮秒激光脉冲等等。光脉冲通常具有脉宽短、脉冲峰值功率高、光谱宽度长等优点。
需要说明的是，对光脉冲进行展宽并不会改变光脉冲的重复频率，也就是，所得到的一路啁啾脉冲的脉冲重复频率和所产生的光脉冲的脉冲重复频率相同。
另外，本发明实施例对光脉冲的具体展宽程度不做限定。具体的，可以将脉宽由飞秒级展宽至皮秒级或纳秒级(1纳秒＝103皮秒＝106飞秒)。例如，光脉冲的脉宽为5飞秒，对光脉冲进行展宽后，所得到的一路啁啾脉冲的脉宽为200皮秒。
为了同时得到多路啁啾脉冲，可以将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，且分路后所得到的各路啁啾脉冲与原一路啁啾脉冲的各参数均相同。
为了避免在对光脉冲展宽的过程中，相邻光脉冲之间出现混叠的情况，同时也为了避免在此过程中，由于脉冲的展宽不完全，而出现低频调制，在又一种具体的实施方式中，对光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲之前，方法还可以包括：
对光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：
具体的，对光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲，可以为：
对预设光谱宽度的光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲。
预设光谱宽度可以根据光脉冲的脉冲周期和预设展宽系数预先设定，预设展宽系数用于反映对光脉冲的展宽程度，具体的，可以采用公式如下：
Δλ＝T·2α (2)
其中，Δλ表示预设光谱宽度；T表示光脉冲的脉冲周期，T＝1/frep；α表示预设展宽系数，frep表示光脉冲的重复频率。
具体的，可以利用色散补偿光纤对光脉冲进行展宽，色散补偿光纤是指具有负色散系数的光纤。在这种情况下，预设展宽系数可以表示为：α＝1/(2β2L)，具体为色散补偿光纤的参数，β2表示色散补偿光纤的色散系数，L表示色散补偿光纤的长度，故Δλ＝T·2α＝1/(β2L·frep)。
由于展宽后所得到的啁啾脉冲的脉宽可以表示为Δλ/2α，啁啾脉冲的脉冲周期等于光脉冲的脉冲周期T，因此，展宽后所得到的啁啾脉冲的脉宽正好等于脉冲周期T时，即在满足公式(2)的情况下，脉冲占空比可以为1，故避免了在对光脉冲展宽的过程中，相邻光脉冲之间出现混叠的情况，同时也避免了此过程中出现低频调制。
S102，将第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，将宽带射频信号调制到载波上，得到一路调制信号；
未受调制的周期性振荡信号称为载波，载波可以是正弦波；也可以是非正弦波，例如，周期性的脉冲序列。载波的频率通常要远大于宽带射频信号，以避免载波与宽带射频信号发生混叠，使传输信号失真。
由于啁啾脉冲的频率一般远大于宽带射频信号，因此，可以将第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，进而，可以将宽带射频信号调制到载波上，得到一路调制信号。
S103，对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号，
其中，第二预设数量为第一预设数量与1的差值；
需要说明的是，第二预设数量路调制信号中的各路调制信号均相同，具体可以为：各路调制信号功率相等、所属的频率范围相同。
S104，采用第二预设数量个预设延时参数，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理，得到每一目标啁啾脉冲对应的一路光本振，
其中，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数不同，一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应，目标啁啾脉冲为：第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲；
由第二预设数量为第一预设数量与1的差值，第一预设数量路啁啾脉冲中的只有一路作为作为载波可知，第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲共有第二预设数量路，也就是目标啁啾脉冲共有第二预设数量路。
一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应，具体可以为：对第m路目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数(以下简称第m个预设延时参数)，与第m个预设接收频率范围相对应。其中，m＝1,2,3,...,第二预设数量。
具体的，第m个预设延时参数τm可以为：
其中，α表示预设展宽系数；frep表示光脉冲的脉冲重复频率。
第m个预设接收频率范围可以为：[mfrep-frep/2,mfrep+frep/2]。
示例性的，第一个预设接收频率范围可以为：[frep-frep/2,frep+frep/2]＝[frep/2,3frep/2]，第二个预设接收频率范围为：[2frep-frep/2,2frep+frep/2]＝[3frep/2,5frep/2]。
由上述预设接收频率范围的设定方式，以及第m个预设延时参数为可知，第m个预设接收频率范围可以为：
[mfrep-frep/2,mfrep+frep/2]＝[ατm-frep/2,ατm+frep/2]。
故，所得到的第m路目标啁啾脉冲对应的光本振(以下简称第m路光本振)的等效射频本振频率为：fm＝ατm＝mfrep。
S105，针对每一路光本振，将该路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号。
其中，该路光本振对应的信道为：属于目标接收频率范围的信道，目标接收频率范围为：与目标延时参数对应的预设接收频率范围；目标延时参数为：进行延时处理时得到该路光本振所采用的预设延时参数。
在一种具体的实施方式中，将该路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，可以包括以下步骤：
步骤B1，将该路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；
步骤B2，将四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；
步骤B3，将一路电信号与另一路电信号进行线性解调，一路解调信号。
具体的，将该路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，可以得到相对相位差分别为0°、90°、180°、270°的四路光信号，例如，光本振为C，调制信号为D，进行相干耦合后，得到的四路光信号分别为：C+D、C+iD、C-D、C-iD。
具体的，将四路光信号中的两路转化为一路电信号；将四路光信号中的其余两路转化为另一路电信号，可以为：将相对相位差为0°的光信号和180°光信号转化为一路电信号，将相对相位差为90°的光信号和270°光信号转化为另一路电信号。
示例性的，得到的四路光信号分别为C+D、C+iD、C-D、C-iD，则将C+D和C-D转化为一路电信号，将C+iD和C-iD转化为另一路电信号。
最后，将所得到的一路电信号与另一路电信号进行线性解调，就可以得到一路解调信号。
由于第m路光本振的等效射频本振频率为：fm＝ατm＝mfrep，也就是说，等效射频本振频率是啁啾脉冲的脉冲重频的整数倍，第m个预设接收频率范围，也就是，第m路光本振对应的信道的接收频率范围为：[mfrep-frep/2,mfrep+frep/2]＝[fm-frep/2,fm+frep/2]，由于进行数字相干解调时，光本振的等效射频本振频率与调制信号中的射频信号频率拍频，从而将宽带射频信号下变频，也就是，得到的解调信号的频率范围为[-frep/2,frep/2]。
可以看出，所得到的每一路解调信号的频率范围均为[-frep/2,frep/2]，也就是说，每路光本振对应的信道上的接收信号的频率范围均为[-frep/2,frep/2]，每路光本振对应的信道的带宽均等于frep/2-(-frep/2)＝frep，符合预设的信道带宽要求。
可见，应用本发明实施例提供的技术方案，一个光本振对应一个信道，通过调整光本振的路数，也就是调整第二预设数量，就能调整信道数目，实现了灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号。
为了分析应用本申请提供的方法所得到的每一光本振所对应信道的性能，可以任选两个信道进行频率响应和动态范围的测试。假设待测试的两个信道的中心频率分别为6.303GHz和12.706GHz，信道带宽(Span)均为100MHz。
对两个信道的频率响应性能进行频率响应测试：在每个信道分别输入一个扫频信号，且扫频信号输入的频率以5MHz为步进，输入功率为15dBm，则可以得到图2中的图(a)和图(b)所示的频率响应测试结果图，其中，图(a)和图(b)分别为信道中心频率为6.303GHz和12.706GHz的信道的频率响应测试结果图，由图(a)和(b)可以看出，两个信道的接收信号的功率抖动均小于1dB，表明两个信道的均衡性都良好；
对两个信道进行动态范围测试：在每个信道分别输入一个双音信号，其中，双音信号是指两个频率接近的射频信号，例如，频率相差1MHz或2MHz的两个射频信号。假设双音信号的输入功率以1dB为步进，双音信号中两个射频信号的频率均不变，分别测试两个信道中基带信号(斜率＝1所表示的信号)和三阶交调信号(斜率＝3所表示的信号)的输出功率，可以得到如图2中的(c)和(d)所示的动态范围测试结果图，其中，图(c)为信道中心频率为6.303GHz的信道的动态范围测试结果图，图(d)为信道中心频率为12.706GHz的信道的动态范围测试结果图，由图(c)和(d)可以看出，两个信道的噪底均为-122.1dBm/Hz两个信道的三阶无杂散动态范围(Spurious-freeDynamicRange，SFDR)分别为：102.4108dB*Hz2/3、100.2204dB*Hz2/3，均大于100dB*Hz2/3，，表明两个信道的动态范围都大。
上述两个测试结果可以表明，应用本申请提供的方法所得到的每一光本振所对应信道的均衡性良好、动态范围大。
本发明实施例还提供了一种接收机设备，如图3所示，包括：啁啾脉冲获得器301、调制器302、第一光耦合器303、第二预设数量个可调延时线304、第二预设数量个光电转换器305，其中，
啁啾脉冲获得器301，用于获得第一预设数量路啁啾脉冲；将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，并将所述一路载波输入至所述调制器302；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线304；
调制器302，用于获得宽带射频信号与所述一路载波；将所述宽带射频信号调制到所述载波上，得到一路调制信号；将所述一路调制信号输入至所述第一光耦合器303；
第一光耦合器303，用于对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号；将所述第二预设数量路调制信号分别输入至各个光电转换器305；
每一可调延时线304，用于采用一个预设延时参数，对所得到的一路目标啁啾脉冲进行延时处理，得到该路目标啁啾脉冲对应的一路光本振；将该路光本振输入至一个光电转换器；
每一光电转换器305，用于将所得到的一路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号，其中，该路光本振对应的信道为：属于目标接收频率范围的信道，目标接收频率范围为：与目标延时参数对应的预设接收频率范围；目标延时参数为：进行延时处理时得到该路光本振所采用的预设延时参数。
其中，所述第一预设数量为所述第二预设数量与1的和值；目标啁啾脉冲为：所述第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲；每一可调延时线所采用的预设延时参数不同，一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应。
可见，应用本发明实施例，一个光本振对应一个信道，通过调整光本振的路数，也就是调整第二预设数量，就能调整信道数目，实现了灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号，提高了接收机可接收的宽带射频信号的动态范围；并且在接收宽带射频信号的过程中，只需使用一个调制器，减少了接收机中调制器的数量，降低了接收机的成本，还可以通过增加可调延时线的路数以及调整预设延时参数，就能增大接收机的接收带宽，降低了接收宽带射频信号的操作复杂度和难度。
可选的，所述啁啾脉冲获得器301包括锁模激光器、色散补偿光纤、第二光耦合器，其中，
所述锁模激光器，用于产生光脉冲；并将所述光脉冲输入至所述色散补偿光纤；
所述色散补偿光纤，用于对所得到的光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲；并将所述一路啁啾脉冲输入至所述第二光耦合器；
所述第二光耦合器，用于将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲；将第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，并将所述一路载波输入至调制器302；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线304。
锁模激光器是指能够输出光脉冲的激光器，按照实现方式的不同，可以分为主动锁模激光器和被动锁模激光器，按照激光介质的不同，可以分为飞秒激光器、飞秒固体激光器、半导体激光器、飞秒光纤激光器。实际应用中，用户可以根据自身需求选择锁模激光器的实现方式和激光介质，本发明实施例对锁模激光器的实现方式和激光介质不做限定。
具体的，可以用色散补偿光纤对脉冲光进行展宽。色散补偿光纤是指具有负色散系数的光纤。.
利用锁模激光器可以产生光脉冲，进而利用色散补偿光纤对光脉冲进行展宽，就可以得到一路啁啾脉冲。
例如，啁啾脉冲可以表示为：
E(k)＝∑ka(t-k/frep)exp[-iαπ(t-k/frep)2] (3)
其中，k为任意正整数，a(t)表示光脉冲的单个脉冲的函数，α＝1/(2β2L)为色散补偿光纤的参数，β2表示色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度，frep表示光脉冲的重复频率。
具体的，调制器302可以为MZM(Mach-Zehnder modulator，马赫增德尔调制器)，MZM将宽带射频信号调制到载波上，可以得到一路调制信号。
假设，载波为E(k)＝∑ka(t-k/frep)exp[-iαπ(t-k/frep)2]，宽带射频信号为f(t)，则所得到的调制信号可以表示为：
es(t)＝f(t)·E(k)＝f(t)·∑ka(t-k/frep)exp[-iαπ(t-k/frep)2] (4)
每个可调延时线设定一个预设延时参数，并且各个可调延时线设定的预设延时参数均不同，每个可调延时线在获得一路目标啁啾脉冲后，采用自身设定的预设延时参数，对所得到的一路目标啁啾脉冲进行延时处理，得到该路目标啁啾脉冲对应的光本振。
例如，某一可调延时线采用的预设延时参数为τ，获得的一路目标啁啾脉冲为：E(k)＝∑ka(t-kT)exp[-iαπ(t-kT)2],则对该路目标啁啾脉冲进行延时处理，得到该路目标啁啾脉冲对应的光本振可以表示为：
每个光电转换器可以将所得到的一路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号。
假设光本振为以及得到的调制信号为：es(t)＝f(t)·E(k)＝f(t)·∑ka(t-k/frep)exp[-iαπ(t-k/frep)2]，则解调信号可以表示为：
从上式可以看出，右边第二项为由预设延时参数引入的固定相移，右边第三项为该路光本振的等效射频本振频率为fLO＝ατ，也就是说，等效射频本振频率由色散补偿光纤的参数和预设延时参数决定，在色散补偿光纤的参数固定的情况下，调节预设延时参数即可得到所需的任意等效射频本振频率，从而实现对宽带调制信号的下变频。这一过程中，光本振的产生和对宽带调制信号的下变频同时发生。
从(6)式还可以看出，右边第四项为采样脉冲，采样率等于frep，其中每个采样脉冲附加了一个线性相移exp(i2πατ·k/frep)，为了抵消掉线性相移的影响，可选的，各个预设延时参数是利用延时计算公式计算得到的，延时计算公式可以为：
α＝1/(2β2L)
其中，τm表示对第m路目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数，frep表示光脉冲的重复频率，α表示色散补偿光纤的参数，β2表示所述色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度。
可以看出，ατm/frep＝m，由于m＝1,2,3,...,第二预设数量，也就是说，色散补偿光纤的参数和预设延时参数可以满足ατ·k/frep＝M，其中，M为任意整数，故可以抵消掉线性相移的影响。
为了避免在对光脉冲展宽的过程中，相邻光脉冲之间出现混叠的情况，同时也为了避免此过程中，由于脉冲的展宽不完全，而出现低频调制，可选的，所述接收机设备还包括光滤波器，
所述锁模激光器，具体用于产生光脉冲，将所述光脉冲输入至所述光滤波器；
所述光滤波器，用于对所获得的光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：将所述预设光谱宽度的光脉冲输入至所述色散补偿光纤；
所述色散补偿光纤，具体用于获得所述预设光谱宽度的光脉冲；对所述预设光谱宽度的脉冲光进行展宽，得到一路啁啾脉冲，并将所述一路啁啾脉冲输入至所述第二光耦合器。
光滤波器(OF)是用来进行光波长选择的器件，光滤波器能够对不同波长的光产生不同透过率，从而可以利用光滤波器滤出预设光谱宽度的光脉冲。
可选的，预设光谱宽度是利用光谱计算公式计算得到的，光谱计算公式为：
Δλ＝1/(β2L·frep)
其中，Δλ表示所述预设光谱宽度，frep表示所述光脉冲的重复频率，β2表示所述色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度。
由Δλ＝1/(β2L·frep)可知，β2L·Δλ＝1/frep＝T,啁啾脉冲的脉宽可以表示为β2L·Δλ，啁啾脉冲的脉冲周期等于光脉冲的脉冲周期T，因此，展宽后所得到的啁啾脉冲的脉冲占空比可以为1，故避免了在对光脉冲展宽的过程中，相邻光脉冲之间出现混叠的情况，同时也避免了此过程中出现低频调制。
可选的，每一光电转换器305包括第三光耦合器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、解调器，其中，
第三光耦合器，用于将所得到的一路光本振与第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；并将所述四路光信号中的两路光信号输入至所述第一平衡探测器，将所述四路光信号中的其余两路光信号输入至所述第二平衡探测器；
第一平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将所述一路电信号输入至所述解调器；
第二平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；将所述另一路电信号输入至所述解调器；
解调器，用于将所得到的所述一路电信号与所述另一路电信号进行线性解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号。
具体的，第三光耦合器可以为90°光耦合器，第一平衡探测器与第二平衡探测器可以为同一种类型的平衡探测器，也可以为不同类型的平衡探测器，本发明实施例对此不做限定。
另外，为了抑制镜频干扰，消除后续频谱分析过程中镜频干扰引起的模糊，解调器可以为I/Q解调器,I/Q解调器是指采用I/Q解调方式进行信号解调的解调器，I/Q解调是一种线性解调方式，I是in-phase(同相),q是quadrature(正交)。不难理解的是，I/Q解调器需要有两路输入信号，分别称为同相支路和正交支路，也就是说，一路电信号作为同相支路，另一路电信号作为正交支路，从而，I/Q解调器可以对将一路电信号与另一路电信号进行I/Q解调，得到一路解调信号。
为了验证采用I/Q解调方式能够起到抑制镜频干扰的作用，可以进行以下仿真测试：向接收机设备分别输入频率为16.3625GHz和16.4425GHz的两种射频信号，调节可调延时线的预设延时参数，来控制光本振的等效射频本振频率为16.4025GHz，在这种情况下，解调器采用两种方式对所获得的两路电信号进行线性解调：方式一、直接检测或者相干检测；方式二、I/Q解调；
采用方式一进行线性解调时，两种射频信号对应的解调信号的频率都为40MHz；采用方式二进行线性解调时，解调信号的测试结果图如图4所示，其中，图4中的(a)是频率为16.3625GHz的射频信号对应的解调信号的测试结果图，图4中的(b)是频率为16.4025GHz的射频信号对应的解调信号的测试结果图，从图(a)可以看出，解调信号的频率为-40MHz，即16.3625GHz下变频到-40MHz处，镜像频率为40MHz，解调信号的频率与镜像频率对应的功率差为30dB，也就是镜频抑制为30dB；从图(b)可以看出，解调信号的频率为40MHz，即16.4025GHz下变频到40MHz处，镜像频率为-40MHz，解调信号的频率与镜像频率对应的功率差为33dB，也就是镜频抑制为33dB；
可以看出，两种射频信号的镜频抑制大于或等于30dB，表明采用I/Q解调方式能够起到抑制镜频干扰的作用，消除了后续频谱分析过程中镜频干扰引起的模糊，以利于后续对所得到的宽带射频信号进行精准的频率分析。
下面通过一个具体的应用场景，对本申请提供的接收机设备进行介绍，接收机设备的结构示意图如图5所示，具体的工作流程：
啁啾脉冲获得器301包括锁模激光器、光滤波器、色散补偿光纤、第二光耦合器，其中，
锁模激光器，用于产生光脉冲，并将光脉冲输入至光滤波器；
光滤波器，用于对所获得的光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：将所述预设光谱宽度的光脉冲输入至色散补偿光纤；
色散补偿光纤，用于获得预设光谱宽度的光脉冲；对预设光谱宽度的脉冲光进行展宽，得到一路啁啾脉冲；并将一路啁啾脉冲输入至第二光耦合器；
第二光耦合器，用于将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲；将第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，输入至调制器302；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线304；
调制器302，用于获得宽带射频信号与一路载波；将宽带射频信号调制到载波上，得到一路调制信号；将一路调制信号输入至第一光耦合器303；
第一光耦合器303，用于对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号；将所述第二预设数量路调制信号分别输入至各个光电转换器305；
每一可调延时线304，用于采用一个预设延时参数，对该路目标啁啾脉冲进行延时处理，得到该路目标啁啾脉冲对应的一路光本振；将该路光本振输入至一个光电转换器；
每一光电转换器305包括第三光耦合器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、解调器，其中，
第三光耦合器，用于将所得到的一路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；并将四路光信号中的两路光信号输入至第一平衡探测器，将四路光信号中的其余两路光信号输入至第二平衡探测器；
第一平衡探测器，用于将所得到的四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将一路电信号输入至解调器；
第二平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；将所述另一路电信号输入至所述解调器；
解调器，用于将所得到的所述一路电信号与所述另一路电信号进行线性解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号。
可见，应用本发明实施例，一个光本振对应一个信道，通过调整光本振的路数，也就是调整第二预设数量，就能调整信道数目，实现了灵活调整信道数目，来接收不同范围的宽带射频信号，提高了接收机可接收的宽带射频信号的动态范围；并且在接收宽带射频信号的过程中，只需使用一个调制器，减少了接收机中调制器的数量，降低了接收机的成本，还可以通过增加可调延时线的路数，增大接收机的接收带宽，降低了接收宽带射频信号的操作复杂度和难度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种宽带射频信号接收方法，其特征在于，应用于接收机，所述方法包括：
获得宽带射频信号以及第一预设数量路啁啾脉冲；
将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，将所述宽带射频信号调制到所述载波上，得到一路调制信号；
对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号，其中，所述第二预设数量为所述第一预设数量与1的差值；
采用所述第二预设数量个预设延时参数，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理，得到每一目标啁啾脉冲对应的一路光本振，其中，对每一目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数不同，一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应，目标啁啾脉冲为：所述第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲；
针对每一路光本振，将该路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号，其中，该路光本振对应的信道为：属于目标接收频率范围的信道，目标接收频率范围为：与目标延时参数对应的预设接收频率范围；目标延时参数为：进行延时处理时得到该路光本振所采用的预设延时参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述第一预设数量路啁啾脉冲，包括：
产生光脉冲；
对所述光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲；
将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲之前，所述方法还包括：
对所述光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：
对所述光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲，包括：
对所述预设光谱宽度的光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将该路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，包括：
将该路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；
将所述四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将所述四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；
将所述一路电信号与所述另一路电信号进行线性解调，得到一路解调信号。
5.一种接收机设备，其特征在于，所述接收机设备包括：啁啾脉冲获得器、调制器、第一光耦合器、第二预设数量个可调延时线、第二预设数量个光电转换器，其中，
所述啁啾脉冲获得器，用于获得第一预设数量路啁啾脉冲；将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，并将所述一路载波输入至所述调制器；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线；其中，所述第一预设数量为所述第二预设数量与1的和值；目标啁啾脉冲为：所述第一预设数量路啁啾脉冲中未作为载波的啁啾脉冲；
所述调制器，用于获得宽带射频信号与所述一路载波；将所述宽带射频信号调制到所述载波上，得到一路调制信号；将所述一路调制信号输入至所述第一光耦合器；
所述第一光耦合器，用于对所得到的一路调制信号进行功率等分，得到功率相等的第二预设数量路调制信号；将所述第二预设数量路调制信号分别输入至各个光电转换器；
每一可调延时线，用于采用一个预设延时参数，对所得到的一路目标啁啾脉冲进行延时处理，得到该路目标啁啾脉冲对应的一路光本振；将该路光本振输入至一个光电转换器，其中，每一可调延时线所采用的预设延时参数不同，一个预设延时参数与一个预设接收频率范围相对应；
每一光电转换器，用于将所得到的一路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行数字相干解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号，其中，该路光本振对应的信道为：属于目标接收频率范围的信道，目标接收频率范围为：与目标延时参数对应的预设接收频率范围；目标延时参数为：进行延时处理时得到该路光本振所采用的预设延时参数。
6.根据权利要求5所述的接收机设备，其特征在于，所述啁啾脉冲获得器包括锁模激光器、色散补偿光纤、第二光耦合器，其中，
所述锁模激光器，用于产生光脉冲；并将所述光脉冲输入至所述色散补偿光纤；
所述色散补偿光纤，用于对所得到的光脉冲进行展宽，得到一路啁啾脉冲；并将所述一路啁啾脉冲输入至所述第二光耦合器；
所述第二光耦合器，用于将所得到的一路啁啾脉冲进行分路，得到第一预设数量路啁啾脉冲；将所述第一预设数量路啁啾脉冲中的一路作为载波，并将所述一路载波输入至所述调制器；将每一目标啁啾脉冲输入至各个可调延时线。
7.根据权利要求6所述的接收机设备，其特征在于，所述接收机设备还包括光滤波器，
所述锁模激光器，具体用于产生光脉冲，将所述光脉冲输入至所述光滤波器；
所述光滤波器，用于对所获得的光脉冲进行滤波，得到预设光谱宽度的光脉冲：将所述预设光谱宽度的光脉冲输入至所述色散补偿光纤；
所述色散补偿光纤，具体用于获得所述预设光谱宽度的光脉冲；对所述预设光谱宽度的脉冲光进行展宽，得到一路啁啾脉冲，并将所述一路啁啾脉冲输入至所述第二光耦合器。
8.根据权利要求7所述的接收机设备，其特征在于，所述预设光谱宽度是利用光谱计算公式计算得到的，所述光谱计算公式为：
Δλ＝1/(β2L·frep)
其中，Δλ表示所述预设光谱宽度，frep表示所述光脉冲的重复频率，β2表示所述色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度。
9.根据权利要求6-8任一项所述的接收机设备，其特征在于，各个预设延时参数是利用延时计算公式计算得到的，所述延时计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>m</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mfrac> <msub> <mi>f</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>p</mi> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>
α＝1/(2β2L)
其中，τm表示对第m路目标啁啾脉冲进行延时处理时采用的预设延时参数，frep表示所述光脉冲的重复频率，β2表示所述色散补偿光纤的色散系数，L表示所述色散补偿光纤的长度。
10.根据权利要求5所述的接收机设备，其特征在于，每一光电转换器包括第三光耦合器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、解调器，其中，
第三光耦合器，用于将所得到的一路光本振与所述第二预设数量路调制信号中的一路调制信号进行相干耦合，得到四路光信号；并将所述四路光信号中的两路光信号输入至所述第一平衡探测器，将所述四路光信号中的其余两路光信号输入至所述第二平衡探测器；
第一平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的两路光信号转化为一路电信号；将所述一路电信号输入至所述解调器；
第二平衡探测器，用于将所得到的所述四路光信号中的其余两路光信号转化为另一路电信号；将所述另一路电信号输入至所述解调器；
解调器，用于将所得到的所述一路电信号与所述另一路电信号进行线性解调，得到一路解调信号，作为该路光本振对应的信道上的接收信号。
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