CN117544244B - 基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收方法与装置。该方法包括：1、用待接收的射频模拟信号调制可调谐单频光载波，得到光调制边带信号；2、生成光频梳信号；3、分别将光调制边带信号和光频梳信号等功率分为N路，并精确控制各路信号间的相对延时；4、将分路后的信号两两叠加，并通过光电转换将叠加后的光信号转换到电域，再分别进行滤波处理；5、分别用N个模数转换器将滤波所得的N路电信号转换为数字信号，并通过后处理恢复输入系统的射频模拟信号。本发明可解决现有技术方案对光源要求高，以及引入信号能量损失的问题，同时提升对系统工作频段的调谐能力。
Description
技术领域
本发明涉及微波光子数字接收机技术领域，更具体地说涉及一种基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收方法与装置。
背景技术
在宽频段中运用大瞬时带宽信号是当下与未来先进射频系统实现性能提升的一个显著特征。例如，对于雷达系统，信号瞬时带宽的增大可提升成像分辨率与低截获性能，而工作频段的拓展可增强多功能一体和抗干扰能力。再如，对于无线通信系统，信息传输的速率与信号的瞬时带宽成正比，而工作频段的拓展是实现协议透明硬件的关键前提。因此，宽带化是当代射频系统技术的一个重要发展方向。为了实现对宽带射频系统所承载信号的精细处理与有效存储，宽带射频数字接收技术应同步发展，以适应射频系统工作频段的拓展以及瞬时带宽的提升。然而，基于传统电子技术的宽带射频数字接收方法面临模拟带宽不够、采样脉冲时间抖动较大等技术瓶颈，难以完成对跨频段宽带信号的高信噪比数字化。为此，研究人员提出利用光学手段辅助完成宽带射频数字接收的方法，构成微波光子数字接收机。凭借微波光子技术的大带宽、低损耗和高并行优势，微波光子接收机已成为宽带射频数字接收的一种重要技术路径。
目前，微波光子数字接收机的实现方案主要可分为光采样和光信道化两种。其中，光采样方案【Zhang Z, Li H, Zhang S, et al. Analog-to-digital converters usingphotonic technology [J]. Chinese Science Bulletin, 2014, 59: 2666-2671】主要在时域进行操作：利用高重复频率、高稳定度的皮秒、亚皮秒窄脉冲激光，实现对射频信号的高速采样离散化；利用光开关或光波分复用解复用实现采样脉冲串的串并转换；最终使用电模数转换器对离散化后的光采样信号实现多通道并行量化，进而降低单通道的采样率需求，同时保持高量化位数。然而，光采样方案对光源有较高的技术要求，且采样过程中信号的能量被分散到较宽的光谱上，这使得能够被有效利用的信号能量减少，系统信噪比受限。与光采样相并列的是在频域进行操作的光信道化接收【TangZ, Zhu D, Pan S. Coherentoptical RF channelizer with large instantaneous bandwidth and large in-bandinterference suppression [J]. Journal of Lightwave Technology, 2018, 36(19):4219-4226.】，即利用一系列光域和电域的滤波器将待接收的宽带射频信号在频域上分割划分为很多窄带信号，随后分别对不同信号进行并行的下变频与数字化处理。信道化接收的不足在于基于滤波器的频域信道分割需要较多器件，且对工作频段的调谐较为困难，难以适应跨频段可调谐的宽带射频数字接收要求。
因此，有必要研究基于光子学的新型跨频段可调谐宽带射频数字接收方法，以进一步发挥微波光子技术的优势，支撑先进射频系统的宽带化发展。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收方法与装置，可实现大瞬时带宽信号的数字化接收，同时满足接收频段的便捷调谐需求。
本发明的具体技术方案是：
一种基于光子学的跨频段可调谐射频数字接收方法，包括以下步骤：
步骤1、用待接收的射频模拟信号调制单频光载波a，得到光调制边带信号x；所述单频光载波a的频率须可调谐以便不同波段射频模拟信号生成的光调制边带信号x所占的光谱范围大致相同；
步骤2、生成梳齿间隔为ƒss的光频梳信号s；所述光频梳信号所占的光谱范围须能覆盖步骤1中光调制边带信号x的光谱范围；
步骤3、分别将光调制边带信号x和光频梳信号s等功率分为N路，并精确控制各路信号间的相对延时，得到两个信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }和{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }；
步骤4、将两个信号组中相同序号的信号分别叠加，并通过光电转换将叠加后的光信号转换到电域，得到N路电信号，并分别用电滤波器进行滤波处理；
步骤5、分别用N个采样率不低于ƒss的模数转换器将滤波所得的N路电信号转换为数字信号，并通过后处理恢复输入系统的射频模拟信号。
优选地，在所提出的宽带数字射频接收方法中，所述光频梳信号s是相参光频梳，且单频光载波a与光频梳信号s相参；所述相参是指光频梳中各梳齿分量间的相位关系是固定且可测的，且单频光载波与光频梳中任一梳齿分量间的相位关系是固定且可测的。
优选地，在所提出的宽带数字射频接收方法中，经步骤3得到的两个信号组内，各信号的延时关系为：信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号间的相对延时为0，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号与s 1间的相对延时依次为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]；或者信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号与x 1间的相对延时为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号间的相对延时为0；所述[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]须同时满足：①τ 1=0，②两两互不相等，③不为1/ƒss的非零整数倍，④不都为1/ƒss/N的整数倍。
优选地，在所提出的宽带数字射频接收方法中，步骤4里经信号叠加与光电转换得到第n路电信号，其中n=1，2，…，N，并进行滤波的具体步骤为：
步骤401、将两个信号组中序号都为n的两个信号分别接入X型光耦合器的两个输入端；
步骤402、将X型光耦合器的两个输出端分别接入平衡光电探测器的两个输入端；
步骤403、将平衡光电探测器输出的电信号送入低通或带通滤波器；所述低通或带通滤波器的通带上下限可分别表示为(h-1)ƒss/2和hƒss/2，其中h为正整数。
优选地，在所提出的宽带数字射频接收方法中，所述步骤5的后处理具体步骤为：
步骤501、对各通道的数据进行1:N插零处理，即在各通道每个样本点后插入(N－1)个0值点；
步骤502、利用延时量[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]、光频梳各梳齿的幅度和相位、电滤波器的幅相响应、以及待处理射频模拟信号的频段计算各通道的频域幅相校正参数；
步骤503、利用频域幅相校正参数对各通道插零处理后的数据进行校正；
步骤504、将校正后的各路数据叠加，得到数字接收的最终结果。
根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：
一种基于光子学的跨频段可调谐射频数字接收装置，包括：
可调谐电光转换模块：用于使单频光载波a被待接收的射频模拟信号调制，以得到光调制边带信号x；所述单频光载波a的频率须可调谐以便不同波段射频模拟信号生成的光调制边带信号x所占的光谱范围大致相同；
光频梳产生模块：用于生成梳齿间隔为ƒss的光频梳信号s；所述光频梳信号所占的光谱范围须能覆盖光调制边带信号x的光谱范围；
光分路和延时控制模块：用于将光调制边带信号x和光频梳信号s分别等功率分为N路，并精确控制各路信号间的相对延时，得到两个信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }和{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }；
多通道合路与光电转换滤波模块：用于将两个信号组中相同序号的信号分别叠加，并通过光电转换将叠加后的光信号转换到电域，得到N路电信号，并分别用电滤波器进行滤波处理；
数字化与后处理模块：用于分别使用N个采样率不低于ƒss的模数转换器将滤波所得的N路电信号转换为数字信号，并通过后处理恢复输入系统的射频模拟信号。
优选地，所述光频梳信号s是相参光频梳，且单频光载波a与光频梳信号s相参；所述相参是指光频梳中各梳齿分量间的相位关系是固定且可测的，且单频光载波与光频梳中任一梳齿分量间的相位关系是固定且可测的。
优选地，在经光分路和延时控制模块得到的两个信号组内，各信号的延时关系为：信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号间的相对延时为0，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号与s 1间的相对延时依次为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]；或者信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号与x 1间的相对延时为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号间的相对延时为0；所述[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]须同时满足：①τ 1=0，②两两互不相等，③不为1/ƒss的非零整数倍，④不都为1/ƒss/N的整数倍。
优选地，所述多通道合路与光电转换滤波模块中用于得到第n路输出信号，其中n=1，2，…，N，其子系统组成包括：
X型光耦合器：将两个信号组中序号都为n的两个信号以不同相对相位叠加并得到两路输出信号；
平衡光电探测器：将X型光耦合器的两个输出信号分别转换为电信号并相减；
电滤波器：具有低通或带通响应；所述低通或带通滤波响应的通带上下限可分别表示为(h-1)ƒss/2和hƒss/2，其中h为正整数。
优选地，所述数字化与后处理模块中有关后处理的具体组成包括：
1:N插零处理模块：用于对各通道的数据进行1:N插零处理，即在各通道每个样本点后插入(N－1)个0值点；
频域校正参数计算模块：用于利用延时量[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]、光频梳各梳齿的幅度和相位、电滤波器的幅相响应、以及待处理射频模拟信号的频段计算各通道的频域幅相校正参数；
幅相校正模块：用于利用频域幅相校正参数对各通道插零处理后的数据进行校正；
叠加模块：用于将校正后的各路数据叠加，得到数字接收的最终结果。
相比现有技术，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1、与常见的微波光子信道化技术相比，本发明的技术方案可通过多通道间精准的延时控制在不同波段的信号间引入正交性以便数字域的信号重建，而无需使用光域或微波域的多通道信道分割滤波器，可有效简化接收系统的结构，同时增强接收系统工作频段等关键参数的调谐能力；
2、与常见的光采样技术相比，本发明的技术方案将光采样所需的超窄光脉冲源替换为有效梳齿数量更少的光频梳源，可显著降低对宽谱相参光源的技术要求，同时抑制电光转换过程中输入信号能量的耗散损失。
附图说明
图1为本发明所提出的基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收方法的示意图；
图2为本发明所提出方法的一个实施例的组成结构图；
图3为实施例中关键节点的光谱示意图；
图4为数字化与后处理模块的原理示意图；
图5为基于本发明实施例的仿真验证结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
针对现有微波光子数字接收机技术存在的信号能量损失与工作频段调谐能力不足等问题，本发明的思路是用有效梳齿数量更少的光频梳源减弱脉冲调制带来的能量分散，同时通过多通道间的精准延时控制与后处理实现信道分割与幅相恢复，避免信道分割滤波器组对工作频段调谐能力的限制。
如图1所示，本发明所提出方法的应用步骤为：
第一、用待接收的射频模拟信号调制单频光载波a，得到光调制边带信号x；所述单频光载波a的频率须可调谐以便不同波段射频模拟信号生成的光调制边带信号x所占的光谱范围大致相同；
第二、生成梳齿间隔为ƒss的光频梳信号s；所述光频梳信号所占的光谱范围须能覆盖光调制边带信号x的光谱范围；
第三、分别将光调制边带信号x和光频梳信号s等功率分为N路，并精确控制各路信号间的相对延时，得到两个信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }和{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }；
第四、将两个信号组中相同序号的信号分别叠加，并通过光电转换将叠加后的光信号转换到电域，得到N路电信号，并分别用电滤波器进行滤波处理；
第五、分别用N个采样率不低于ƒss的模数转换器将滤波所得的N路电信号转换为数字信号，并通过后处理恢复输入系统的射频模拟信号。
为了便于公众理解，下面以一个优选实施例来对本发明技术方案进行进一步详细说明。
如图2所示，该实施例由光频梳产生模块、可调谐电光转换、光分路模块、延时控制模块、多通道合路与光电转换模块、多通道滤波模块以及数字化与后处理模块等部分组成，可将宽带信号划分入5个并行的接收通道，使整体的接收带宽提升为单通道模数转换器（ADC）支持带宽的5倍。对于光频梳产生模块，由于本发明所提出的方案对光频梳有效梳齿数量的要求一般约等于通道数，在当前实施例中为5，故本实施例采用单级电光调制即可实现光频梳产生的功能。具体地说，首先将单频激光器输出的频率为ƒOC的连续波激光载波送入相位调制器1中。用输出功率较大、输出频率为ƒss的单频微波源驱动电光相位调制器1，则已调光信号的光谱中将出现位于光载波分量两侧的多个调制边带，其中最靠近光载波的±1阶和±2阶边带的强度较大，可与光载波分量一同构成梳齿间距为ƒss的光频梳信号。光频梳中不同梳齿间幅相差异的影响可通过数字域的后处理进行补偿。图3的A和B两部分分别显示了调制前后的光谱示意图。
为实现接收系统工作频段的调谐，本发明设置了可调谐电光转换模块。在实施例中，可调谐电光转换主要由两级电光相位调制实现，其中第一级电光调制用于生成频率可变的次级光载波，其频率可随待处理射频信号的中心频率ƒEC调节；第二级电光调制用于实现待处理射频信号的电光转换。将光频梳产生模块中单频激光器的输出分出一路送至可调谐电光转换模块中的相位调制器2中。相位调制器2被可调谐微波源输出的频率为ƒEC的单频微波信号调制，生成频率分别为(ƒOC±ƒEC)的两个调制边带。用光带通滤波器去除ƒOC和(ƒOC＋ƒEC)处的光谱分量，即可得到频率为(ƒOC－ƒEC)的次级光载波，如图3的C部分所示。在相位调制器3中，次级光载波被待处理的射频信号调制，则可得到如图3的D部分所示的光载射频信号。由于射频信号的中心频率为ƒEC，光载射频信号的一个边带处于ƒOC附近。这表明光载射频信号和光频梳信号合路后，二者的光谱分量将重叠在一起以便在光电转换过程中差拍形成较低频率的信号，如图3的E部分所示。
之后，将光载射频信号和光频梳信号分别等功率分成5路，使其分别对应于5个并行的接收通道。控制分路后各路信号间的延时，使光载射频信号分成的5路信号具有相同的延时，而光频梳信号分成的5路信号间具有不同的相对延时。若以光频梳信号分成的第1路信号为参考，5路信号的相对延时可表示为[τ 1，τ 2，τ 3，τ 4，τ 5]。作为后处理部分的关键计算参数，延时量应精确设定并测量，但其具体取值具有较大的自由度，只需同时满足①τ 1=0，②两两互不相等，③不为1/ƒss的非零整数倍，④不都为1/ƒss/N的整数倍等条件。对延时量取值的少部分约束主要是为了保证某一通道采样后所获得的信息不能完全通过其他通道所得的数据导出。
分路后的信号经两两组合后得到5对信号，每对分别含有一路光载射频信号和一路光频梳信号。在多通道合路与光电转换模块中，用5个X形光耦合器分别将5对信号叠加，得到5对互补信号。设其中某一对信号为[x n ，s n ] T ，则经过X形光耦合器得到的互补信号可表示为
将互补信号中的两路分别送入平衡光电探测器的两个光输入口中完成信号的光电转换，则得到的光电流可表示为
其中Im{ }表示取虚部。可以看出，所得光电流中仅剩后续处理所需的光载射频信号与光频梳信号间的差拍信号，易造成干扰的自拍频信号已被对消。
多通道合路与光电转换模块输出的5路电信号分别送入多通道滤波模块的5个电滤波器中。这5个滤波器具有相同的幅相响应，其通带应与速率为ƒss的采样器的某一奈奎斯特区相对应，即其上下限可分别表示为(h-1)ƒss/2和hƒss/2，其中h为正整数。在不同的h取值下，滤波器可呈现低通或带通的特性。为避免进采样器前放大器非线性导致的带内杂散，本实施例中取h=2，对应采样器的第二奈奎斯特区。滤波后的5路信号分别被数字化与后处理模块中采样速率为ƒss的5个电ADC转换为数字信号，并接受后处理，以实现输入模拟信号的数字域重建。主要的后处理步骤已呈现在图4中。首先对各路信号进行1:N插零，即即在每个样本点后插入(N-1)个0值点，这个过程对信号的频谱进行了周期延拓，完成了单通道带宽向完整信号带宽的拓展。之后，在频域对插零处理后的信号进行幅相校正。所用到的校正参数可根据通道相对延时量[τ 1，τ 2，τ 3，τ 4，τ 5]、光频梳各梳齿间幅相误差的测量结果、电滤波器的幅相响应、以及输入系统的射频模拟信号频段相对于采样率ƒss的奈奎斯特区序号进行计算。将幅相校正后的各通道数据叠加，即可得到数字接收结果，完成待处理射频信号的数字接收。
未验证本发明及所述实施例的有效性，现在计算机环境中搭建所提出宽带射频数字接收装置的仿真系统，并以一时宽为100ns，带宽为8GHz，中心频率为37GHz的线性调频信号作为测试信号。ƒss的取值为4GHz。该信号的频谱图如图5的子图（a）所示。经本发明所研究的方法处理后，所得信号的时频的关系如图5的子图（b）所示。可见，信号的时频关系符合预期，且已完成下变频。图5的子图（c）显示了输出信号经脉冲压缩处理的结果。由于本发明所提出方法能够有效恢复宽带信号的相位关系，脉冲压缩得到的主瓣清晰可辨，周围的旁瓣亦得到较好抑制。这进一步说明了本发明在宽带数字接收上的有效性。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、用待接收的射频模拟信号调制单频光载波a，得到光调制边带信号x；所述单频光载波a的频率可调谐以便不同波段射频模拟信号生成的光调制边带信号x所占的光谱范围相同；
步骤2、生成梳齿间隔为ƒss的光频梳信号s；所述光频梳信号所占的光谱范围能覆盖步骤1中光调制边带信号x的光谱范围；
步骤3、分别将光调制边带信号x和光频梳信号s等功率分为N路，并精确控制各路信号间的相对延时，得到两个信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }和{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }；得到的两个信号组内，各信号的延时关系为：信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号间的相对延时为0，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号与s 1间的相对延时依次为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]；或者信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号与x 1间的相对延时为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号间的相对延时为0；所述[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]须同时满足：①τ 1=0，②两两互不相等，③不为1/ƒss的非零整数倍，④不都为1/ƒss/N的整数倍；
步骤4、将两个信号组中相同序号的信号分别叠加，并通过光电转换将叠加后的光信号转换到电域，得到N路电信号，并分别进行滤波处理；
步骤5、分别用N个采样率不低于ƒss的模数转换器将滤波所得的N路电信号转换为数字信号，并通过后处理恢复输入系统的射频模拟信号；所述后处理的具体步骤为：
步骤501、对各通道的数据进行1:N插零处理，即在各通道每个样本点后插入(N－1)个0值点；
步骤502、利用延时量[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]、光频梳各梳齿的幅度和相位、电滤波器的幅相响应、以及待处理射频模拟信号的频段计算各通道的频域幅相校正参数；
步骤503、利用频域幅相校正参数对各通道插零处理后的数据进行校正；
步骤504、将校正后的各路数据叠加，得到数字接收的最终结果。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述光频梳信号s是相参光频梳，且单频光载波a与光频梳信号s相参；所述相参是指光频梳中各梳齿分量间的相位关系是固定且可测的，且单频光载波与光频梳中任一梳齿分量间的相位关系是固定且可测的。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤4中经信号叠加与光电转换得到第n路电信号，其中n=1，2，…，N，并进行滤波的具体步骤为：
步骤401、将两个信号组中序号都为n的两个信号分别接入X型光耦合器的两个输入端；
步骤402、将X型光耦合器的两个输出端分别接入平衡光电探测器的两个输入端；
步骤403、将平衡光电探测器输出的电信号送入低通或带通滤波器；所述低通或带通滤波器的通带上下限分别表示为(h-1)ƒss/2和hƒss/2，其中h为正整数。
4.基于光子学的跨频段可调谐宽带射频数字接收装置，其特征在于，包括：
可调谐电光转换模块：用于使单频光载波a被待接收的射频模拟信号调制，以得到光调制边带信号x；所述单频光载波a的频率可调谐以便不同波段射频模拟信号生成的光调制边带信号x所占的光谱范围相同；
光频梳产生模块：用于生成梳齿间隔为ƒss的光频梳信号s；所述光频梳信号所占的光谱范围能覆盖光调制边带信号x的光谱范围；
光分路和延时控制模块：用于将光调制边带信号x和光频梳信号s分别等功率分为N路，并精确控制各路信号间的相对延时，得到两个信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }和{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }；得到的两个信号组内，各信号的延时关系为：信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号间的相对延时为0，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号与s 1间的相对延时依次为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]；或者信号组{x 1，x 2，…，x n ，…，x N }内各信号与x 1间的相对延时为[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]，信号组{s 1，s 2，…，s n ，…，s N }内各信号间的相对延时为0；所述[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]须同时满足：①τ 1=0，②两两互不相等，③不为1/ƒss的非零整数倍，④不都为1/ƒss/N的整数倍；
多通道合路与光电转换滤波模块：用于将两个信号组中相同序号的信号分别叠加，并通过光电转换将叠加后的光信号转换到电域，得到N路电信号，并分别用电滤波器进行滤波处理；
数字化与后处理模块：用于分别使用N个采样率不低于ƒss的模数转换器将滤波所得的N路电信号转换为数字信号，并通过后处理恢复输入系统的射频模拟信号；所述后处理的具体组成包括：
1:N插零处理模块：用于对各通道的数据进行1:N插零处理，即在各通道每个样本点后插入(N－1)个0值点；
频域校正参数计算模块：用于利用延时量[τ 1，τ 2，…，τ n ，…，τ N ]、光频梳各梳齿的幅度和相位、电滤波器的幅相响应、以及待处理射频模拟信号的频段计算各通道的频域幅相校正参数；
幅相校正模块：用于利用频域幅相校正参数对各通道插零处理后的数据进行校正；
叠加模块：用于将校正后的各路数据叠加，得到数字接收的最终结果。
5.如权利要求4所述装置，其特征在于，所述光频梳信号s是相参光频梳，且单频光载波a与光频梳信号s相参；所述相参是指光频梳中各梳齿分量间的相位关系是固定且可测的，且单频光载波与光频梳中任一梳齿分量间的相位关系是固定且可测的。
6.如权利要求4所述装置，其特征在于，所述多通道合路与光电转换滤波模块中用于得到第n路输出信号，其中n=1，2，…，N，其子系统组成包括：
X型光耦合器：用于将两个信号组中序号都为n的两个信号以不同相对相位叠加并得到两路输出信号；
平衡光电探测器：用于将X型光耦合器的两个输出信号分别转换为电信号并相减；
电滤波器：具有低通或带通滤波响应；所述低通或带通滤波响应的通带上下限分别表示为(h-1)ƒss/2和hƒss/2，其中h为正整数。
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