集成光波導(dǎo)脈沖電場傳感信號的線性化研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的電場傳感器，集成光波導(dǎo)電場傳感器由于自身具有體積小、帶寬大、抗電磁干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)勢，因此被廣泛的應(yīng)用于電場強(qiáng)度的測量。由于電場傳感器的工作點(diǎn)在實(shí)際工作中，會受到外界因素如溫度、壓力和光強(qiáng)等的影響發(fā)生漂移，導(dǎo)致其偏離最佳工作區(qū)，致使傳感輸出的信號具有失真和畸變。另一方面,在實(shí)際的測量過程中，系統(tǒng)中各元器件的使用以及周圍環(huán)境的影響都會給信號的傳輸帶來干擾噪聲，使得輸出信號具有非常嚴(yán)重的噪聲干擾，這對信號的準(zhǔn)確獲取具有很大的影

2、響。傳感器工作點(diǎn)漂移導(dǎo)致的信號失真以及傳感系統(tǒng)中噪聲的存在對高質(zhì)量傳感輸出信號的獲取帶來很大的障礙。
　　針對傳感器工作點(diǎn)漂移所引起的信號畸變，文章在理論分析電場傳感器傳輸特性的基礎(chǔ)上，提出對畸變信號進(jìn)行非線性補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)輸出和輸入的線性關(guān)系；對受噪聲干擾的輸出信號，文章結(jié)合Labview實(shí)現(xiàn)噪聲的去除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號的恢復(fù)，最后對去除噪聲后的信號進(jìn)行非線性補(bǔ)償。具體工作如下：
　　1.分析了集成光波導(dǎo)電場傳感器的工作原理，電場

3、傳感信號失真的表現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，提出對失真信號進(jìn)行非線性補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)線性傳輸。由電場傳感器的傳輸特性可知，當(dāng)電場信號沒有作用到傳感器時(shí)，此時(shí)輸出的直流分量即是傳感器當(dāng)前工作點(diǎn)的函數(shù)。當(dāng)瞬態(tài)脈沖信號作用到傳感器的瞬間，此時(shí)輸出信號中含有的直流分量近似認(rèn)為是由傳感器的偏置工作點(diǎn)引起的。其中對失真信號中直流分量的獲取采用的算法是FFT(Fast Fourier Transform)算法即快速傅里葉變換。
　　2.在VPI(VPItrans

4、missionMaker)仿真平臺下對非線性補(bǔ)償算法進(jìn)行研究。其中，以雷電脈沖作為微秒脈沖的一個(gè)特例，以高斯納秒脈沖作為納秒脈沖的一個(gè)特例展開研究。搭建仿真框架，模擬傳感器工作點(diǎn)漂移引起的波形失真；利用VPI與Matlab聯(lián)合仿真的功能，實(shí)現(xiàn)對失真信號的非線性補(bǔ)償，并根據(jù)傳感器輸入輸出波形特性參數(shù)的變化對非線性補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行評估和分析。
　　3.首先采用小波及均值濾波相結(jié)合的方法對脈沖信號進(jìn)行去噪，其中涉及到Labview與Mat