经典香农采样定理在信号处理和通信领域有着深远的影响，随着高速率采样与转换精度矛盾的日益突出，基于香农采样定理的传统模拟数字转换技术面临严峻的挑战，尤其是在降低采样率问题上存在着瓶颈效应的制约。近年来，在信号处理领域诞生的基于压缩感知理论的模拟信息转换技术为解决这一问题提供了一种有效的办法。然而，现有模拟信息转换的信号模型仅适合频域带限的多音和多带信号。在通信、雷达等电子信息系统广泛存在的线性调频信号就不满足这一模型。鉴于此，本文提出了基于分数傅里叶变换的模拟信息转换，不仅对现有模拟信息转换在分数傅里叶变换域进行了推广，更重要的是解决了其前述面临的问题。本文给出了相应的理论推导，并进行了仿真分析，仿真结果与理论分析一致。

为了保证光子辅助压缩感知系统在获取宽带信号的过程中，测量矩阵保持零均值，采用基于马赫-曾德尔调制器的并行结构,以实现待处理信号与零均值随机序列的混频；同时采用数字域后补偿的方式，改善了强度调制器非线性对系统恢复效果的负面影响，在一定范围内提升了系统的恢复效果。结果表明，改进后的光子辅助压缩感知结构在获取宽带射频稀疏信号时，具有更好的恢复效果。