基于微波光子技術(shù)的干涉型光纖水聽器臂長(zhǎng)差測(cè)量研究.pdf

1、隨著人類對(duì)海洋的研究不斷深入，新的聲吶傳感器不斷出現(xiàn)，光纖水聽器以其優(yōu)異的性能得到了各方的青睞。作為一種干涉型光纖傳感器，光纖水聽器的兩臂光纖長(zhǎng)度差對(duì)系統(tǒng)性能起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前還沒有一種方便使用的方法測(cè)量光纖水聽器的臂長(zhǎng)差。本文就是圍繞光纖水聽器臂長(zhǎng)差測(cè)量方法展開研究。
　　本文首先介紹了微波光子技術(shù)和光纖水聽器的發(fā)展歷程以及它們的出現(xiàn)推動(dòng)了當(dāng)代通信技術(shù)和傳感測(cè)量技術(shù)快速的發(fā)展。然后介紹了光纖水聽器的基本結(jié)構(gòu)，以及工作原理。

2、通過查閱文獻(xiàn)研究了現(xiàn)有幾種干涉型光纖傳感器的臂長(zhǎng)差測(cè)量方法，分析它們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，得到現(xiàn)有的方案不能有效解決當(dāng)前的問題。然后從光纖長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)入手分析了OTDR、OFDR、OCDR這幾種技術(shù)的測(cè)量原理。最后提出了基于微波光子技術(shù)的臂長(zhǎng)差測(cè)量方案。
　　本文先對(duì)基于激光內(nèi)調(diào)制的PGC系統(tǒng)參數(shù)估計(jì)方案、基于OFDR的光纖水聽器臂長(zhǎng)差測(cè)量方案和基于微波光子技術(shù)的臂長(zhǎng)差測(cè)量方案這3種方案進(jìn)行理論分析和數(shù)學(xué)建模，并送行基于微波光子技術(shù)的臂長(zhǎng)

3、差測(cè)量方案的數(shù)值仿真。定量分析了輸入微波信號(hào)信噪比、MZM調(diào)制器工作點(diǎn)偏移、水聽器兩臂光功率不均勻等因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響。為實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定了參數(shù)指標(biāo)。根據(jù)理論分析和仿真結(jié)果，設(shè)計(jì)了各個(gè)光路模塊和電路模塊，搭建了一套基于微波光子技術(shù)的臂長(zhǎng)差測(cè)量系統(tǒng)。
　　最后對(duì)設(shè)計(jì)好的臂長(zhǎng)差測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并和當(dāng)前LUNA公司生產(chǎn)的儀器OBR4400進(jìn)行對(duì)比。使用這兩種設(shè)備同時(shí)測(cè)量8只水聽器，兩者測(cè)量結(jié)果偏差在0.01％以內(nèi)，證明這個(gè)方法