国家高技术研究发展计划(2006AA0AA102-03)
- 作品数：9 被引量：68H指数：6
- 相关作者：廖延彪张敏施清平王利威田长栋更多>>
- 相关机构：清华大学北京宇航系统工程研究所天津大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信理学交通运输工程更多>>
- 干涉型光纤传感器的消偏振衰落技术研究被引量：14
- 2009年
- 本文对消除干涉型光纤传感器信号偏振衰落的偏振分集接收PDR(Polarization Diversity Receiver)技术进行了理论分析.通过三态PDR方式,对输出的最大有效幅度信号进行选取,能够避免传输光偏振态变化导致干涉信号完全衰落的现象,使干涉信号有效幅度在一定范围内变化.采用基于反正切计算的相位生成载波PGC(Phase Generated Carrier)解调技术的相位测量结果不受由于偏振衰落导致干涉信号有效幅度变化的影响.提出结合三态PDR方式和基于反正切计算的PGC解调技术消除偏振衰落问题的影响,实现干涉型光纤传感器中相位信号的理想解调.
- 荆振国殷锴张敏王立威朱耀强王子秋王宏华廖延彪
- 关键词：干涉型光纤传感器
- 芯轴干涉型光纤水听器声压灵敏度的正交实验研究
- 2011年
- 采用L9(34)正交实验的方法,研究了弹性筒与芯轴形成的空气腔的体积、绕制探头时对光纤施加的张力这两个因素对芯轴干涉型光纤水听器声压灵敏度造成的影响。实验结果表明,空气腔体积及光纤张力对声压灵敏度没有实质影响,在光纤与弹性筒充分耦合的前提下可以不予考虑。
- 申帅周宏朴张敏廖延彪
- 关键词：光纤传感器光纤水听器声压灵敏度正交设计
- 基于3×3耦合器的光纤水听器时分复用系统的光强补偿方法被引量：7
- 2011年
- 提出一种在光纤水听器时分复用系统中以3×3耦合器作为匹配干涉仪的光强补偿方案,光纤水听器仍为2×2耦合器结构。该方案以时分复用中的非干涉脉冲作参考光强,通过对3×3耦合器两路输出进行简单数学运算并结合数字反正切技术实现信号解调,光强波动和耦合器分光比变化导致的信号畸变得到有效抑制。算法不需要载波调制,可实现光纤水听器近似等臂干涉,有利于降低系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器,解调动态范围大。利用该方案实现了8路光纤水听器时分复用实验系统,在光功率变化约10%时,光强补偿方法可将总谐波失真平均值降低30dB,系统噪声本底在信号频率为1kHz时小于30μrad/Hz1/2。
- 张华勇王东宁施清平田长栋王利威张敏廖延彪
- 关键词：光纤光学光纤水听器信号解调3×3耦合器时分复用
- 抑制光纤检波器系统光强波动影响的解调方法被引量：14
- 2013年
- 基于海上油藏勘探领域的光纤检波器光电复合空分阵列系统,通过两路PGC干涉检波信号相除以构造非线性函数,提出了一种采用查找表实现该非线性函数解调的新方法。相比传统的两路PGC干涉检波信号线性组合的反正切解调方法,构造非线性函数解调新方案不仅可以补偿生成载波时直接调制DFB光源带来的高频光强波动干扰,也可以抑制其他因素造成的光强随机波动给采用定常系统参数解调带来的影响。实验结果表明:内调制DFB激光器,采用非线性函数解调方案比线性组合方案在谐波抑制方面优势明显,两者HSR平均值相差达26.37 dB;当系统光强降低50%,非线性函数解调方案的结果 HSR平均值优于线性组合方案得到的结果,两者相差达17.53 dB。
- 王凯田长栋施清平王利威段发阶张敏廖延彪
- 关键词：非线性函数查找表
- 光纤水听器时分复用系统通过3×3耦合器信号解调的一种新算法被引量：11
- 2011年
- 提出了在光纤水听器时分复用系统中采用3×3耦合器解调信号的一种新算法。在该方案中,光纤水听器仍为2×2耦合器结构,3×3耦合器作为匹配干涉仪,利用其三路输出的线性组合和数字反正切技术实现信号解调,解调中使用的参数通过奇异值分解和椭圆拟合得到。该方案不需要载波调制,可实现光纤水听器近似等臂干涉,有利于抑制系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器,解调的动态范围很大。最终利用该方案实现了两路光纤水听器时分复用的实验系统,在1 kHz时,系统的噪声本底为31μrad/Hz,动态范围超过125 dB,串扰小于64 dB。
- 张华勇王利威施清平田长栋张敏廖延彪
- 关键词：光纤光学光纤水听器信号解调3×3耦合器时分复用
- 芯轴干涉型光纤水听器的声压灵敏度研究被引量：4
- 2010年
- 分析了3层结构(封装层、弹性筒、芯轴)的芯轴干涉型光纤水听器声压灵敏度。通过建模和三维的弹性力学分析,结果表明,影响水听器探头声压灵敏度的主要因素为弹性筒的杨氏模量、壁厚、外半径以及传感光纤的长度。而封装层材料的杨氏模量、泊松比、厚度和芯轴对声压灵敏度的影响不大。制作了一批水听器样品,理论分析其声压灵敏度为-150.7dB(rerad/μPa),实测平均值为-151.3dB(rerad/μPa)。实测值范围为-151.9～-150.5dB(rerad/μPa),理论值与实测结果最大相差不超过1.2dB(rerad/μpa)。实验表明,封装前、后的工艺流程对探头的声压灵敏度有一定影响。
- 周炜周宏朴张敏廖延彪
- 关键词：光纤水听器声压灵敏度弹性力学芯轴
- 一种消除伴生调幅的光源调频型相位生成载波解调方法被引量：15
- 2011年
- 为了克服伴生调幅对光源调频型相位生成载波(PGC)解调方法的影响,提出一种基于双路干涉信号和微分-交叉相乘(DCM,differential-cross multiply)的PGC解调方法。通过3×2耦合器引入双路干涉信号,直接调制光源频率获得相位载波。实验结果表明,新方法较好地消除了光源伴生调幅的影响。对于4 rad的解调信号,总谐波比提高20 dB以上,幅值偏差为0.08 rad,而单路干涉信号的DCM-PGC方法的偏差达0.33 rad。并且,新方法的信噪比和信纳比均有显著的改善。
- 施清平王利威张敏田芊廖延彪
- 关键词：干涉型光纤传感器直接调制
- 参数估计误差对光纤水听器PGC反正切解调性能的影响被引量：5
- 2012年
- 针对相位生成载波(PGC)方法用于实际光纤水听器解调系统时利用反正切算法解调时导致的失真,本文用同频相对幅度误差(RAE)以及谐波抑制比(HSR)分别表征解调系统线性和非线性失真。通过引入带有参数估计误差的反正切补偿模型,建立了上述失真与系统关键参数及其误差的定量的数学关系。仿真和实验验证了本文方法的正确性。
- 王凯施清平蒋佳佳戴之光田长栋段发阶张敏廖延彪
- 关键词：光纤水听器参数估计
- 基于固定相位延迟的相位生成载波检测方法被引量：7
- 2011年
- 为了克服光源频率调制深度、信号相位延迟、伴生调幅等参数对基于正交项解调的相位生成载波(OT-PGC)解调方法的影响,提出一种基于固定相位延迟的PGC检测方法(FPD-PGC),采用3×2耦合器产生固定相位延迟,分别利用两路信号的倍频信号进行解调。详细阐述了该方法的检测原理,分析了关键参数的影响。当伴生调幅系数为0.4时,仿真对比了FPD-PGC方法与OT-PGC方法的解调性能,结果表明新方法谐波比提高30dB以上,系统信噪比(SNR)也有显著改善。对实际信号进行解调,得到了类似结果。分析及实验表明该方法完全消除了信号相位延迟的影响,较好地抑制了调频深度和伴生调幅的影响。
- 施清平张华勇王利威田长栋张敏田芊廖延彪
- 关键词：光纤光学传感器
