CN111817789A - 太赫兹信号的生成方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太赫兹信号的生成方法、设备及计算机可读存储介质，该方法包括步骤：获取雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号，以及获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号；将所述混合发射信号通过第一单边带调制器调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号；通过与所述第一单边带调制器连接的合路器将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。本发明提高了太赫兹信号的远传输距离性能。

Description

太赫兹信号的生成方法、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种太赫兹信号的生成方法、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

无线电的发明使人类的历史进入了一个新纪元。在迄今已知的各种无线电应用中，最普遍和最突出的两种是无线通信和雷达探测。无线通信系统和雷达传感系统以完全不同的方式设计和开发，尽管两者都使用了射频收发功能组块，但彼此之间除了系统融合的一些应用实例，例如二次监视雷达系统或敌我识别系统等，在大多数情况下一般都是独立研究和发展。

雷达-通信融合(无线通信系统和雷达传感系统融合)技术可以应用在车联网中，利用先进的传感技术和网络技术，对道路和车辆的状况进行全面的感知，实现多个系统间的大范围、大数据交互，增强车辆行驶的安全性能。目前阶段的无线通信系统和雷达传感系统的融合应用主要采用微波OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)技术，旨在利用正交频分复用技术频谱利用率高、抗干扰能力强的特点。但是，在传统的微波技术中，微波频段的有限带宽成为阻碍其发展的最大因素，已经无法满足下一代无线通信对高速率，提高工作频率以获取更大带宽已是必然趋势。从雷达性能来看，微波频段雷达信号的分辨率有限，激光雷达则容易受恶劣天气环境影响导致性能降低甚至失效。相比较而言，太赫兹信号由于频率很高，因此它具有分辨率高、指向性好、抗干扰能力强、对烟雾灰尘有更好的穿透性等特点。但是由于电子器件频率响应带宽受限和非线性制约等因素，太赫兹信号的产生采用传统电子方法实现困难，且太赫兹信号传输损耗大和信号覆盖范围窄，不适于远距离传输。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种太赫兹信号的生成方法、设备及计算机可读存储介质，旨在解决现有太赫兹信号生成苦难，且太赫兹信号远距离传输性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种太赫兹信号的生成方法，所述太赫兹信号的生成方法包括步骤：

获取雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号，以及获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号；

将所述混合发射信号通过第一单边带调制器调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号；

通过与所述第一单边带调制器连接的合路器将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；

通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。

优选地，所述获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号的步骤包括：

获取光频梳生成的光频信号；

通过分别与所述光频梳连接的第一光滤波器和第二光滤波器对所述光频信号进行滤波，以得到具有相干性的第一光信号和第二光信号。

优选地，所述太赫兹信号的频率等于所述第一光信号的载波频率与所述第二光信号的载波频率之间的差值。

优选地，所述通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号的步骤之后，还包括：

控制所述太赫兹信号经过与所述第一光电转换器连接的环形器后输入到天线中，以将发射所述太赫兹信号。

优选地，所述通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号的步骤之后，还包括：

当接收到雷达接收信号和通信接收信号对应的混合接收信号后，将所述混合接收信号发送至与环形器连接的放大器，以得到放大功率后的所述混合接收信号；

将放大功率后的所述混合接收信号输入至与所述放大器连接的第二单边带调制器中，得到调制后的所述混合接收信号；

通过与所述第二单边带调制器连接的分路器在调制后的所述混合接收信号中提取雷达接收信号和通信接收信号；

对提取的所述雷达接收信号和所述通信接收信号进行滤波处理，得到滤波后的所述雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号，并将滤波后的所述雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号对应转换成中频段的电信号。

优选地，滤波后的所述通信接收信号的频率为：2ω1-ω2+IFc，其中，ω1为所述第一光信号的载波频率，ω2为所述第二光信号的载波频率，IFc为所述通信发射信号的频率。

优选地，所述第一单边带调制器和所述第二单边带调制器采用相同的调制方式。

优选地，所述将滤波后的所述雷达接收信号转换成中频段的电信号的步骤包括：

对滤波后的所述雷达接收信号进行平方律检波，以将滤波后的所述雷达接收信号转换成中频域的电信号。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种太赫兹信号的生成设备，所述太赫兹信号的生成设备包括光频梳、第一光滤波器、第一单边带调制器、第二光滤波器、合路器和第一光电转换器；

所述光频梳分别与所述第一光滤波器和所述第二光滤波器连接；

所述第一光滤波器与所述第一单边带调制器连接；

所述第二光滤波器和所述第一单边带调制器分别与所述合路器连接；

所述合路器与所述第一光电转换器连接；

所述光频梳用于生成光频信号；

所述第一光滤波器用于对所述光频信号进行滤波，得到第一光信号；

所述第二光滤波器用于对所述光频信号进行滤波，得到与所述第一光信号具有相干性的第二光信号；

所述第一单边带调制器用于将获取的雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号；

所述合路器用于将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；

所述第一光电转换器用于对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有太赫兹信号的生成程序，所述太赫兹信号的生成程序被处理器执行时实现如上所述的太赫兹信号的生成方法的步骤。

本发明通过获取到雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号后，获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号，将混合发射信号通过第一单边带调制器调制到第一光信号的光波长中，得到第三光信号；通过与第一单边带调制器连接的合路器将第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；通过与合路器连接的第一光电转换器对耦合信号进行光电混频，以将耦合信号转换成太赫兹信号。本实施例通过光子学的方法生成太赫兹信号，突破了电子器件生成太赫兹信号的带宽限制，且由于单边带调制具有较好的抗光纤色散特性，因此所生成的太赫兹信号适合远距离传输，即提高了太赫兹信号的远传输距离性能。

附图说明

图1是本发明太赫兹信号的生成方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例中太赫兹信号的生成设备的第一种结构示意图；

图3为本发明实施例中耦合信号对应的光学频谱示意图；

图4为本发明实施例中雷达接收信号和通信接收信号对应的光学频谱示意图；

图5是本发明太赫兹信号的生成方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种太赫兹信号的生成方法，参照图1，图1为本发明太赫兹信号的生成方法第一实施例的流程示意图。

本发明实施例提供了太赫兹信号的生成方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

太赫兹信号的生成方法应用于太赫兹信号的生成设备，太赫兹信号的生成设备包括光频疏、光滤波器、单边带调制器、合路器、分路器、光电探测器、环形器、放大器和天线。

其中，光频梳为光学频率梳(OFC)，是指在频谱上由一系列均匀间隔且具有相干稳定相位关系的频率分量组成的光谱。在本发明实施例中，光频梳作为光源。

光滤波器是用来进行波长选择的仪器，它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过，它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用。在本发明实施例中，光滤波器用于提取通信信号和雷达信号，以及用于分离通信信号和雷达信号。

合路器是将两路或者多路从不同发射机发出的射频信号合为一路送到天线发射的射频器件，同时避免各个端口信号之间的相互影响。在本发明实施例中，合路器用于将两束不同频率的光合成一束。

分路器可以将无线通信系统中线路上输入的多种频段信号分离为单一的频段输出到不同的通信线路中。

环形器是一种使电磁波单向环形传输的器件，在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向环行特性的器件。在本发明实施例中，环形器具有三个端口，输入信号和输出信号都按照顺时针方向回旋，输入信号和输出信号能够同时进行，具备双工的功能。

光电探测器包括基于单行载流子光电探测器(UTC-PD)的第一光电转换器、中频段的第二光电转换器和中频段的第三光电转换器。在本发明实施例中，第一光电转换器为超宽带单行载流子光电探测器，在超宽带单行载流子光电探测器中，只有高速移动的电子是激发态的载流子，因此，第一光电转换器具有超快的皮秒量级光子响应速度和超大的带宽。第二光电转换器和第三光电转换器为低速光电转换器(PIN)，用于将光滤波器的输出信号转换为中频段的电信号。需要说明的是，由于太赫兹信号的生成设备所接收信号的频率为太赫兹，一般为300G，是无法直接分析该信号的，因此，需要通过光电转换器降低所接收信号的频率，以便于对信号的分析处理。

参照图2，在本发明实施例中，光频梳分别与第一光滤波器和第二光滤波器连接，第一光滤波器与第一单边带调制器连接，第一单边带调制器和第二光滤波器与合路器连接，合路器分别与第一光电转换器和第二单边带调制器连接，第一光电转换器与环形器连接，环形器分别与天线和放大器连接，放大器与第二单边带调制器连接，第二单边带调制器与分路器连接，分路器分别与第三光滤波器和第四滤波器连接，第三光滤波器与第二光电转换器连接，第四光滤波器与第三光电转换器连接。

太赫兹信号的生成方法包括：

步骤S10，获取雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号，以及获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号。

在本发明实施例中，获取雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号，以及获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号。其中，混合发射信号为线性调频信号，线性调频信号占用的频带宽度远大于信息带宽，所以在处理混合发射信号过程中可以获得很大的系统处理增益。第一光信号和第二光信号为具有相干性的单波长光，相干性是指为了产生显著的干涉现象，波所需具备的性质，更广义地说，相干性描述波与自己波、波与其它波之间对于某种内秉物理量的关联性质。需要说明的是，混合发射信号是由电子器件生成的信号。

进一步地，获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号的步骤包括：

步骤a，获取光频梳生成的光频信号。

步骤b，通过分别与所述光频梳连接的第一光滤波器和第二光滤波器对所述光频信号进行滤波，以得到具有相干性的第一光信号和第二光信号。

具体地，在本发明实施例中，光频梳作为光源，可生成光频信号，并获取光频梳生成的光频信号，然后将光频信号分别发送至与光频梳连接的第一光滤波器和第二光滤波器中。即当光频梳生成光频信号后，光频梳将将光频信号分别发送至与其连接的第一光滤波器和第二光滤波器中。当第一光滤波器和第二光滤波器接收到光频信号后，对光频信号进行滤波处理，得到具有相干性的两个光信号。在本发明实施例中，将第一光滤波器滤波后所得的光信号记为第一光信号，将第二滤波器滤波后所得的光信号记为第二光信号。

步骤S20，将所述混合发射信号通过第一单边带调制器调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号。

在得到混合发射信号后，将混合发射信号中的中频频分复用信号通过第一单边带调制器调制到载波频率为第一载波频率的第一光信号的光波长中，得到调制后的第三光信号。即在第一单边带调制器接收到混合发射信号后，将混合发射信号调制到载波频率为第一载波频率的第一光信号的光波长中，得到调制后的第三光信号。具体地，第一单边带调制器在将混合发射信号调制到载波频率为第一载波频率的第一光信号的光波长过程中，第一单边带调制器可采用上边带调制方式，也可采用下边带调制方式。载波频率是在信号传输的过程中，并不是将信号直接进行传输，而是将信号负载到一个固定频率的波上，这个过程称为加载，这样的一个固定频率，严格的讲，就是把一个较低的信号频率调制到一个相对较高的频率上去，这被低频调制的较高频率就叫载波频率，也叫基频。

步骤S30，通过与所述第一单边带调制器连接的合路器将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号。

当得到第三光信号后，第一单边带调制器将第三光信号发送至与第一单边带调制器连接的合路器中。在第二光滤波器得到第二光信号后，第二光滤波器也会将第二光信号发送至合路器中。当合路器接收到第二光信号和第三光信号后，对第二光信号和第三光信号进行耦合操作，得到第二光信号和第三光信号对应的耦合信号。具体地，第二光信号的载波频率为第二载波频率，在本发明实施例中，第一载波频率为ω1表示，第二载波频率用ω2表示，耦合信号对应的光学频谱如图3所示，其中，IFr1为混合发射信号中雷达发射信号的频率，IFc为混合发射信号中通信发射信号的频率。需要说明的是，用合路器对第二光信号和第三光信号进行耦合操作，相当于将第二光信号和第三光信号的波长进行叠加。

步骤S40，通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。

当得到耦合信号后，合路器将耦合信号发送给与合路器连接的第一光电转换器，以通过第一光电转换器对耦合信号进行光电混频，以将耦合信号转换成太赫兹信号。其中，所生成的太赫兹信号的频率等于第一光信号的载波频率与第二光信号的载波频率之间的差值，即太赫兹信号的频率等于第一载波频率与第二载波频率之间的差值，等于ω1-ω2。由此可知，在信号发射过程中，双激光源之间的频率差对应着太赫兹信号的频率。需要说明的是，由于第一光电转换器的混频作用，所生成的太赫兹信号同时携带了通信发射信号和雷达发射信号。在图2中，混合发射信号、环形器、放大器和天线中的信号为电域信号，剩余信号为光域信号，即图2中的光频梳、光滤波器、单边带调制器、合路器、分路器、光电转换器、通信发射信号和雷达发射信号都为光域信号，光域信号是由光器件产生，电域信号是由电子器件产生，正常情况下，光域信号的频率大于电域信号的频率。

可以理解的是，可将所生成的太赫兹信号调谐成毫米波，即可将耦合信号转换成毫米波信号，以通过调谐波长间隔实现载波频率的连续可调谐。毫米波是指频率在30～300GHz(千兆赫兹)之间的电磁波，太赫兹波是指频率在100GHz～10THz(太赫兹)之间的电磁波。

进一步地，本发明实施例通过光电转换器的混频方式产生耦合信号，使所生成的耦合信号编码方式透明，即不需要对耦合信号进行额外的处理，简化了耦合信号的生成流程。

进一步地，太赫兹信号的生成方法还包括：

步骤c，控制所述太赫兹信号经过与所述第一光电转换器连接的环形器后输入到天线中，以将发射所述太赫兹信号。

进一步地，当生成太赫兹信号后，第一光电转换器将太赫兹信号发送给与其连接的环形器，当环形器接收到太赫兹信号后，将太赫兹信号发送给与环形器连接的天线中，通过该天线将太赫兹信号发射到自由空间中，即将太赫兹信号发射出去。在本发明实施例中，环形器作为双工器，能同时发射信号和接收信号。

本实施例通过获取到雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号后，获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号，将混合发射信号通过第一单边带调制器调制到第一光信号的光波长中，得到第三光信号；通过与第一单边带调制器连接的合路器将第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；通过与合路器连接的第一光电转换器对耦合信号进行光电混频，以将耦合信号转换成太赫兹信号。本实施例通过光子学的方法生成太赫兹信号，突破了电子器件生成太赫兹信号的带宽限制，且由于单边带调制具有较好的抗光纤色散特性，因此所生成的太赫兹信号适合远距离传输，即提高了太赫兹信号的远传输距离性能。

进一步地，提出本发明太赫兹信号的生成方法第二实施例。

所述太赫兹信号的生成方法第二实施例与所述太赫兹信号的生成方法第一实施例的区别在于，参照图5，太赫兹信号的生成方法还包括：

步骤S50，当接收到雷达接收信号和通信接收信号对应的混合接收信号后，将所述混合接收信号发送至与环形器连接的放大器，以得到放大功率后的所述混合接收信号。

当环形器通过天线接收到雷达接收信号和通信接收信号对应的混合接收信号后，环形器将混合接收信号发送至与其连接的放大器中，以放大混合接收信号的功率，得到放大功率后的混合接收信号。可以理解的是，该混合接收信号为太赫兹信号。

步骤S60，将放大功率后的所述混合接收信号输入至与所述放大器连接的第二单边带调制器中，通过所述第二单边带调制器得到调制后的所述混合接收信号。

当放大器得到放大功率后的混合接收信号后，放大器将放大功率后的混合接收信号输入至与放大器连接的第二单边带调制器中，第二单边待调制器对放大功率后的混合接收信号进行调制，得到调制后的混合接收信号。其中，第一单边带调制器和第二单边带调制器采用相同的调制方式，即第一单边带调制器采用上边带调制方式，第二单边带调制器也采用上边带调制方式；第一单边带调制器采用下边带调制方式，第二单边带调制器也采用下边带调制方式。

需要说明的是，通过第二单边带调制器，可将混合接收信号加载在耦合信号的光谱中。由图2可知，合路器可输出两路相同的光信号，即得到两路相同的耦合信号，一路耦合信号发送给了第一光电转换器，一路耦合信号发送给了第二单边带调制器，以在第二单边带调制器接收到混合接收信号时，可再次利用该耦合信号。可以理解的是，耦合信号经过第一单边带调制器调制，已经携带有调制信息，即携带有雷达发射信号和通信发射信号对应的混合信号。

步骤S70，通过与所述第二单边带调制器连接的分路器将调制后的所述混合接收信号分成雷达接收信号和通信接收信号。

步骤S80，对提取的所述雷达接收信号和所述通信接收信号进行滤波处理，得到滤波后的所述雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号，并将滤波后的雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号对应转换成中频段的电信号。

具体地，由图2可知，当得到调制后的混合接收信号后，第二单边带调制器将调制后的混合接收信号发送给分路器，以通过与第二单边带调制器连接的分路器将调制后的混合接收信号分成两路信号，即分成雷达接收信号和通信接收信号。具体地，当分路器接收到调制后的混合接收信号后，分路器在调制后的混合接收信号中提取雷达接收信号和通信接收信号，然后将所提取的雷达接收信号发送给与其连接的第四光滤波器，将所提取的通信接收信号发送给与其连接的第三光滤波器，以通过光滤波器对雷达接收信号和通信接收信号进行滤波处理，得到滤波后的雷达接收信号和滤波后的通信接收信号。

当第三光滤波器接收到通信接收信号后，对通信接收信号进行滤波处理，得到滤波后的通信接收信号，并将滤波后的通信接收信号发送给与其连接的第二光电转换器；当第四光滤波器接收到雷达接收信号后，对雷达接收信号进行滤波处理，得到滤波后的雷达接收信号，并将滤波后的雷达接收信号发送给与其连接的第三光电转换器。当第二光电转换器接收到滤波后的通信接收信号后，将滤波后的通信接收信号转换成中频段的电信号；当第三光电转换器接收到滤波后的雷达接收信号后，将滤波后的雷达接收信号转换成中频段的电信号。

需要说明的是，雷达接收信号由于经过外部探测目标反射，会产生多普勒平移，故相对于雷达发射信号，雷达接收信号会存在一个频率差。若将雷达接收信号的频率记为IFr2，则第一光信号和第二光信号都可调制到混合接收信号，此时，输出信号的光学频谱如图4所示，其中，在通信接收信号通过第三光滤波器后，所得的滤波后的通信接收信号的光频分量的频率为2ω1-ω2+IFc，其中，ω1为所述第一光信号的载波频率，ω2为所述第二光信号的载波频率，IFc为通信发射信号的频率；在雷达接收信号通过第四光滤波器后，所得的滤波后的雷达接收信号对应两个光频分量的频率为ω1+IFr1和ω1+IFr2，其中，IFr1为雷达发射信号的频率，IFr2为雷达接收信号的频率。进一步地，由图4可知，混合接收信号的频率为ω1+IFc，雷达接收信号的频率为2ω1-ω2+IFr2。

在本发明实施例中，雷达发射信号属于线性调频信号，是一种频率随时间线性变化的信号，具有一定斜度，但是雷达发射信号和雷达接收信号经过混频后，会将线性调频信号变为一个斜率固定的低频信号，以实现去雷达接收信号频率的互相关去斜。本发明实施例通过在光域实现雷达接收信号的互相关去斜，提高了雷达接收信号的带宽和分辨率。

本实施例基于光子学方式接收通信接收信号和雷达接收信号对应的混合接收信号，并在光域通过光学滤波和光电转换器下将雷达接收信号和通信接收信号对应转换成中频段的电信号，避免了高频信号发生器的使用，降低了将雷达接收信号和通信接收信号对应转换成电信号的成本，以及降低了将雷达接收信号和通信接收信号对应转换成电信号过程中，对光电转换器件的要求；且本发明实施例基于光子学方式实现混合发射信号和混合接收信号的生成和接收，突破了电子方式的带宽限制，提高了雷达接收信号的分辨率和通信速度。

本发明实施例通过将滤波后的雷达接收信号和滤波后的通信接收信号转换成中频段电信号，避免了所接收的雷达接收信号和通信接收信号的频率为太赫兹，即所接收信号的频率太高，无法直接进行信号分析，因此，通过将滤波后的所述雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号转换成中频段电信号，降低了对所接收的雷达接收信号和通信接收信号分析的难度，提高了对所接收的雷达接收信号和通信接收信号分析的效率。

进一步地，在合路器得到耦合信号后，会输出两路相同的耦合信号，一路发送至第一光电转换器中，一路发送至第二单边带调制器中，因此，在接收到混合接收信号，可重复利用发射前端光源，即重复利用耦合信号(该耦合信号是通信发射信号和雷达发射信号耦合后得到的)，减少了光源的使用数量，简化的太赫兹信号的生成设备的系统结构。

进一步地，所述将滤波后的雷达接收信号转换成电信号的步骤包括：

步骤d，对滤波后的雷达接收信号进行平方律检波，以将滤波后的雷达接收信号转换成中频域的电信号。

进一步地，在得到滤波后的滤波后的雷达接收信号后，第三光电转换器对滤波后的雷达接收信号进行平方律检波，以将滤波后的雷达接收信号转换成中频域的电信号，即将太赫兹线性调频雷达接收信号转换成中频域的电信号。需要说明的是，对滤波后的雷达接收信号进行平方律检波，即对滤波后的雷达接收信号对应的两个光频分量进行平方律检波。其中，平方律检波是在解调的时候，通过平方运算来获取两倍频率的信号，然后经过带通滤波去掉直流成分，再通过分频器得到与发射机载波相同频率的信号，最终通过相干解调就可以获取原始信号。

此外，本发明还提供一种太赫兹信号的生成设备。如图2所示，图2为本发明实施例中太赫兹信号的生成设备的第一种结构示意图。

所述太赫兹信号的生成设备包括光频梳、第一光滤波器、第一单边带调制器、第二光滤波器、合路器和第一光电转换器；

所述光频梳分别与所述第一光滤波器和所述第二光滤波器连接；

所述第一光滤波器与所述第一单边带调制器连接；

所述第二光滤波器和所述第一单边带调制器分别与所述合路器连接；

所述合路器与所述第一光电转换器连接；

所述光频梳用于生成光频信号；

所述第一光滤波器用于对所述光频信号进行滤波，得到第一光信号；

所述第二光滤波器用于对所述光频信号进行滤波，得到与所述第一光信号具有相干性的第二光信号；

所述第一单边带调制器用于将获取的雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号；

所述合路器用于将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；

所述第一光电转换器用于对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。

进一步地，所述太赫兹信号的生成设备还包括环形器和天线，所述环形器与所述第一光电转换器连接，所述天线与所述环形器连接；

所述环形器用于接收所述第一光电转换器发送的太赫兹信号，并通过天线发射太赫兹信号。

进一步地，所述太赫兹信号的生成设备还包括放大器、第二单边带调制器、分路器、第三光滤波器、第四光滤波器、第二光电转换器和第三光电转换器；

所述放大器与分别与所述环形器和所述第二单边带调制器连接；

所述第二单边带调制器分别与所述放大器、所述合路器和所述分路器连接；

所述分路器分别与所述第二单边带调制器、第三光滤波器和第四光滤波器连接；

所述三光滤波器与所述第二光电转换器连接，所述第四光滤波器与所述第三光电转换器连接；

所述环形器用于通过天线接收雷达接收信号和通信接收信号对应的混合接收信号，并将所述混合接收信号发送给所述放大器；

所述放大器用于放大所述混合接收信号的功率，以得到放大功率后的所述混合接收信号，并将放大功率后的所述混合接收信号发送给所述第二单边带调制器；

所述第二单边带调制器用于调制所述混合接收信号，并将调制后的所述混合接收信号发送给所述分路器；

所述分路器用于在调制后的所述混合接收信号中提取雷达接收信号和通信接收信号，并将提取的雷达接收信号发送给第四光滤波器，以及将提取的通信接收信号发送给第三光滤波器；

所述第三光滤波器用于对提取的通信接收信号进行滤波处理，得到滤波后的通信接收信号，并将滤波后的通信接收信号发送给第二光电转换器；

所述第四光滤波器用于对提取的雷达接收信号进行滤波处理，得到滤波后的雷达接收信号，并将滤波后的雷达接收信号发送给第三光电转换器；

所述第二光电转换器用于将滤波后的所述通信接收信号转换成中频段的电信号；

所述第三光电转换器用于将滤波后的所述雷达接收信号转换成中频段的电信号。

本发明太赫兹信号的生成设备具体实施方式与上述太赫兹信号的生成方法各实施例基本相同，在此不再赘述

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有太赫兹信号的生成程序，所述太赫兹信号的生成程序被处理器执行时实现如上所述的太赫兹信号的生成方法的步骤。

本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述太赫兹信号的生成方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述太赫兹信号的生成方法包括以下步骤：

获取雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号，以及获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号；

将所述混合发射信号通过第一单边带调制器调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号；

通过与所述第一单边带调制器连接的合路器将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；

通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。

2.如权利要求1所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述获取光频梳产生的具有相干性的第一光信号和第二光信号的步骤包括：

获取光频梳生成的光频信号；

通过分别与所述光频梳连接的第一光滤波器和第二光滤波器对所述光频信号进行滤波，以得到具有相干性的第一光信号和第二光信号。

3.如权利要求1所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述太赫兹信号的频率等于所述第一光信号的载波频率与所述第二光信号的载波频率之间的差值。

4.如权利要求1所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号的步骤之后，还包括：

控制所述太赫兹信号经过与所述第一光电转换器连接的环形器后输入到天线中，以将发射所述太赫兹信号。

5.如权利要求1至3任一项所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述通过与所述合路器连接的第一光电转换器对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号的步骤之后，还包括：

当接收到雷达接收信号和通信接收信号对应的混合接收信号后，将所述混合接收信号发送至与环形器连接的放大器，以得到放大功率后的所述混合接收信号；

将放大功率后的所述混合接收信号输入至与所述放大器连接的第二单边带调制器中，通过所述第二单边带调制器得到调制后的所述混合接收信号；

通过与所述第二单边带调制器连接的分路器在调制后的所述混合接收信号中提取雷达接收信号和通信接收信号；

对提取的所述雷达接收信号和所述通信接收信号进行滤波处理，得到滤波后的所述雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号，并将滤波后的所述雷达接收信号和滤波后的所述通信接收信号对应转换成中频段的电信号。

6.如权利要求5所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，滤波后的所述通信接收信号的频率为：2ω1-ω2+IFc，其中，ω1为所述第一光信号的载波频率，ω2为所述第二光信号的载波频率，IFc为所述通信发射信号的频率。

7.如权利要求5所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述第一单边带调制器和所述第二单边带调制器采用相同的调制方式。

8.如权利要求5所述的太赫兹信号的生成方法，其特征在于，所述将滤波后的所述雷达接收信号转换成中频段的电信号的步骤包括：

对滤波后的所述雷达接收信号进行平方律检波，以将滤波后的所述雷达接收信号转换成中频域的电信号。

9.一种太赫兹信号的生成设备，其特征在于，所述太赫兹信号的生成设备包括光频梳、第一光滤波器、第一单边带调制器、第二光滤波器、合路器和第一光电转换器；

所述光频梳分别与所述第一光滤波器和所述第二光滤波器连接；

所述第一光滤波器与所述第一单边带调制器连接；

所述第二光滤波器和所述第一单边带调制器分别与所述合路器连接；

所述合路器与所述第一光电转换器连接；

所述光频梳用于生成光频信号；

所述第一光滤波器用于对所述光频信号进行滤波，得到第一光信号；

所述第二光滤波器用于对所述光频信号进行滤波，得到与所述第一光信号具有相干性的第二光信号；

所述第一单边带调制器用于将获取的雷达发射信号和通信发射信号对应的混合发射信号调制到所述第一光信号的光波长中，得到第三光信号；

所述合路器用于将所述第三光信号与所述第二光信号耦合，得到耦合信号；

所述第一光电转换器用于对所述耦合信号进行光电混频，以将所述耦合信号转换成太赫兹信号。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有太赫兹信号的生成程序，所述太赫兹信号的生成程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的太赫兹信号的生成方法的步骤。

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