单频长基线激光干涉仪的在线稳定性监测方法

研究了一种长基线激光干涉仪的在线稳定性监测技术,可用于纳米量级的位移和振动测量。构建了一个臂长22m的激光干涉仪用于位移和振动测量。基于相位生成载波(PGC)解调技术,通过在相位调制载波中增加已知频率、固定幅值的指示信号,利用指示信号的幅度变化,实现激光干涉仪的工作状态监测,以及测量环境的变化与波动的指示。实验结果表明,加入已知幅度频率的指示信号可以实现激光干涉仪在线运行状态的监测。该方法的优点是没有增加硬件负载,可实现激光干涉仪的在线稳定性监测,简化了干涉仪调试过程,提高了运行效率。     

分布反馈光纤激光水听器相位一致性的测试方法

在传统压电水听器相位一致性测试的基础上提出了分布反馈(DFB)光纤激光水听器相位一致性的测试方法,并搭建了测试系统.采用偏振无关的非平衡迈克尔逊干涉仪和归一化的相位载波(PGC)解调方案,解调出光纤激光水听器感受的水声信号,并与参考压电水听器作对比,使用高精度相位检测器将两信号转化为相位差信号:重复测量第二支光纤激光水...     

最佳相位的多载波QAM

对FPGA实现多载波QAM进行了研究,提出最佳相位的多载波调制算法以提高各路子载波的输出功率,并设计出高精度、低复杂度的DDFS以实现符合最佳相位关系的子载波合成.仿真及测量结果表明,最佳相位的多载波QAM具有更优的输出信号质量和更少的逻辑资源消耗.     

一种载波对消提高相位调制度的新技术

用连续波雷达测量运动目标或振动目标经常会遇到调相波的解调问题。对于无外向辐射的封闭系统,结合微波马赫-曾德尔干涉仪和灵敏高效的相位调制器,设计了一种简洁有效的技术架构,实现了载波对消。高效相位调制器提高了对振动的响应,干涉仪不但可以有效压制载波,而且极大压制了微波源的相位噪声,包括难以处理的1/ f 噪声。该技术适用于各种频段,可有效延伸到射频,用集中参数系统处理,这样,更加有利于调相传感器的优化和电路实现。文中给出了高效相位调制器和干涉仪系统的原理分析,验证方案和同轴系统的实验结果。该原理也适用于微带电路和集成化电路。     

伪码连续波交会对接雷达信号处理机设计

介绍了某伪码连续波交会对接雷达信号处理机设计.在测距中,提出用噪声较小的载波相位△伪距测量值对伪距进行处理,得到高精度测距值.在测角中,提出了一种干涉仪天线阵结构和干涉仪解模糊算法,针对通道载波相位误差可能引起的解模糊错误,又提出了一种纠正方法,仿真显示,在发生解模糊错误的概率高达0.42的情况下,该方法仍然可以识别并纠正所有解模糊错误.实验表明,该信号处理机可以满足空间航天器交会对接的要求.     

基于微纳光纤全光相位调制器的PGC解调系统

基于光源内调制法的相位生成载波(PGC)解调系统中存在因干涉仪臂差及光源快速调谐引入环境相位噪声和光源相位噪声等问题,为此,建立了基于微纳光纤全光相位调制器的新型PGC解调系统。为满足PGC解调技术应用要求,设计了基于光吸收致热效应的微纳光纤全光相位调制器,调制带宽可达10kHz以上。在此基础上,构建了光纤水听器PGC解调系统,并进行了模拟水声信号的测试解调研究。实验结果显示,该系统可以对3kHz以下水声信号的进行良好解调。     

一种基于相位轨迹的OFDM信号盲分析方法

随着第五代移动通信技术、低轨卫星互联网等通信系统的发展，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术凭借良好的频谱效率得到日益广泛的应用。但OFDM系统信号参数复杂，对非合作条件下的盲信号分析带来了较大困难，需要在尽可能少的先验信息下，判定信号参数。为此，提出了一种基于相位轨迹特征的OFDM信号盲分析方法，利用OFDM信号固有的循环周期性，粗估计子载波数及子载波间隔，在此基础上通过非线性变换等处理获取子载波间及符号间的相位变化轨迹，基于相位变化轨迹分析其反映的采样定时误差、载波频率偏差等参数信息并修正估计值，最终通过信号接收误码率进行估计参数正确性验证，实现了对OFDM信号盲分析。仿真分析结果表明，在信噪比(SNR)大于8 dB时，即可实现参数准确估计，优于利用先验信息的相关处理方法。     

用于周界安防的光纤光栅振动传感系统研究

基于光纤光栅传感理论设计了一种应用于周界安防的低频振动传感器.采用商用解调仪OPD4000对传感器的灵敏度进行了测试,在10～100 Hz频率范围内,传感器灵敏度高于1 000 pm/g.基于非平衡迈克尔逊干涉仪相位载波调制(PGC)解调技术搭建了一套光栅传感器解调系统,实现对传感器低频振动信号的高精度实时解调,使得该系统可广泛应用于机场、监狱、油库、核场所等重要区域的周界安防中.     

基于FPGA的卫星导航高精度定位系统设计

针对影响高精度定位的L2信号测量困难、存在多径效应等问题,分别利用Z跟踪法、MEDLL算法和改进的环路设计实现了载波相位的高精度测量;针对卫星导航（GNSS）接收机调试过程中环路参数多、不易观测等问题,设计了一种基带和定位部分的软件调试监测系统。高精度接收机和调试监测系统共同组成了卫星导航高精度定位系统。对该系统的测试结果表明,高精度接收机性能较好,精度在1cm范围内;调试监测系统达到了辅助硬件程序调试和数据监测的目的。     

外差干涉相位测量中信号串扰误差与补偿方法研究

为了解决外差干涉相位测量中多通道采样信号间的串扰误差对相位测量精度的影响，提出了一种基于采样信号频谱分析的预补偿方法来实现信号串扰误差的补偿和消除。首先建立基于锁相放大的正交鉴相法的信号串扰误差理论模型，阐明了串扰系数、输入信号幅值比和串扰信号相位偏移对相位测量误差的影响；设计仿真实验验证了该误差模型和补偿方法的有效性；然后基于紧凑型FPGA开发平台设计了相位测量实验，结果表明该补偿方法能够有效消除信号串扰误差的影响，补偿后相位测量的最大误差从0.34°下降到0.01°；最后搭建了外差干涉仪并与高精度的压电位移平台进行比对，实验结果表明补偿后的信号处理系统能够满足外差干涉测量的应用需求。     

干涉型光纤水听器PGC解调系统数字化实现的研究

概述了干涉型光纤水听器直接调制光源的相位生成载波(PGC)解调技术。重点介绍了其数字化实现方法,并通过实验和仿真,考虑到数字化实现过程中所要求的实时性,对系统中对探头的复用以及解调结果有重要影响的滤波器进行了详细的研究。本文的结论在相位生成载波数字解调方案的设计中具有重要的指导意义。     

干涉型光纤传感器相位载波解调技术研究

相位载波解调技术是用于光纤传感器中的一种重要的信号解调技术。简要说明了Mach-Zehnder干涉型光纤传感器的检测原理,对PGC解调算法进行了详细的理论分析,并用MATLAB搭建系统进行仿真,实现了传感信号的解调。对系统中的一些关键技术进行了讨论,重点分析了系统的动态范围上限,得到动态范围上限受低通滤波器、待测信号频...     

基于Matlab/Simulink的干涉型光纤检测系统仿真

阐述了一项消除因激光器频率抖动而在光纤干涉仪里产生相位噪声的技术，该技术建立在参考干涉仪和PGC相位检测的应用上，说明用传感器正弦、余弦成分的交叉放大和参考干涉仪输出信号的处理技术可以消除无源噪声，并基于Matlab／Simulink软件对此干涉型光纤检测系统建模。最后通过测试，给出了仿真结果。     

定点化PGC数字解调算法原理与应用

PGC数字解调系统中,随着采样率的提高和光纤阵列规模的增大,所要处理的数据量成倍增长,计算精度也有更严格的要求。传统数字信号处理系统的浮点处理能力较低,已经不能满足PGC数字解调系统的应用需求。提出了定点化的PGC数字解调算法,并应用于基于龙芯2E处理器的并行信号处理平台。实验证明,该方法在计算精度和处理能力上均满足PGC数字解调系统的应用需求。     

Implementation of Phase Generated Carrier Technique for FBG Laser Sensor Multiplexed System Based on Compact RIO

This paper presents the fundamental technique of phase generated carrier （PGC） and its realization on compact reconfigurable input and output （RIO） which adopts real-time and field programmable grate array （FPGA） techniques. Improvement of the PGC technique is also introduced by using peak-to-peak value detection method to reduce the influence of variation of the light intensity. A four-element fibre Bragg gratings （FBG） laser sensor system is conducted in the experiment and the demodulated results demonstrate correlation coefficient as high as 0.995 with the reference signal and the dynamic range to be 120dB@63Hz.     

基于直接相位解调的双光纤法布里-珀罗位移传感器

条纹计数法解调精度受限,而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法),在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里-珀罗(F-P)位移传感器,原理上省去了光源调频过程,在提高检测精度的同时,成本与条纹计数法相当。与已有报道的双光路结构不同的是,该传感器对两干涉光路之间相位差无严格要求,安装调节简单,降低了传感器的工艺难度。位移测量实验结果表明,该传感器在0～500μm的测量范围内,线性度为1.1%,误差限值为±3μm。     

卫星激光通信中光纤放大器的应用研究

介绍了卫星激光通信的特点,通过计算分析,提出了用于卫星激光通信光发射系统的高功率光纤放大器、用于光接收系统的前置光纤放大器的性能参数。给出了高功率光纤放大器和低噪声前置光纤放大器的实验方案。     

抑制光纤检波器系统光强波动影响的解调方法

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。     

Fiber Bragg Grating Sensor Array System Based on Digital Phase Generated Carrier Demodulation and Reference Compensation Method

A novel fiber Bragg grating （FBG） sensor array system based on digital phase generated carrier （PGC） demodulation and reference compensation method is proposed and set up. Experimental results confirm that the digital PGC demodulation can be used for wavelength-division-multiplexed FBG sensor array and the reference compensation method can reduce the environmental interference by approximately 40 dB in the frequency range from 20 Hz to 2 kHz. The minimum detectable wavelength-shift of the sensor system is 1 × 10^-3 pm/Hz^1/2.     

激光器强度噪声对光纤水听器相位载波解调的影响

相位载波(PGC)调制解调技术作为光纤水听器主要的检测技术之一,已经应用于许多光纤水听器阵列系统之中,该方案对光源提出了窄线宽、可调谐、低噪声等较高的要求。实验中发现,光源弛豫噪声对系统噪声性能产生了较大的影响。在理论分析光源弛豫噪声对相位载波解调影响的基础上,提出了通过调节抽运功率,控制弛豫振荡中心频率为相位载波调制频率的半倍频的奇数倍,来降低系统解调噪声的方法,实验验证了理论结果,解调噪声由最高的—86.7 dB减小到—106 dB。实验进一步采用了光电负反馈方法来抑制弛豫噪声,在弛豫振荡峰处抑制噪声约25 dB,得到了约—100 dB的较为平坦的激光器噪声谱级,使得相位载波解调噪声达到—110 dB,基本满足了光纤水听器系统的要求。