時(shí)分復(fù)用下光纖矢量水聽(tīng)器系統(tǒng)集成研究.pdf

1、光纖矢量水聽(tīng)器具有良好的指向性和較高的靈敏度等特點(diǎn)，與光纖聲壓水聽(tīng)器組合使用可同時(shí)獲取水聲場(chǎng)標(biāo)量與矢量信號(hào)，通過(guò)聯(lián)合信號(hào)處理，能較好地抑制干擾，提高信噪比，在水聲領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
　　課題根據(jù)海底長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)饫w矢量水聽(tīng)器系統(tǒng)小型化的需求，研究了時(shí)分復(fù)用下光纖矢量水聽(tīng)器技術(shù)，進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，制作了光纖矢量水聽(tīng)器探頭，完成了系統(tǒng)集成及基本性能測(cè)試。
　　首先，分析了相位調(diào)制載波（PGC）技術(shù)的特點(diǎn)，進(jìn)行了矢量

2、水聽(tīng)器系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。探頭光學(xué)系統(tǒng)采用反射式時(shí)分復(fù)用結(jié)構(gòu)，姿態(tài)傳感器采用光纖激光供能技術(shù)供電，使用光纖數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)傳輸姿態(tài)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)接口的全光化。其次，對(duì)加速度靈敏度與耐壓強(qiáng)度進(jìn)行了理論分析和仿真計(jì)算，完成了光纖矢量水聽(tīng)器探頭的設(shè)計(jì)制作和性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明在20Hz~1000Hz之間，矢量水聽(tīng)器各個(gè)軸的加速度靈敏度基本一致，約為31dB re rad/g，在315Hz處的指向性指數(shù)大于35dB，最大軸向不對(duì)稱(chēng)性小于1d

3、B。然后，對(duì)光纖矢量水聽(tīng)器系統(tǒng)中關(guān)鍵器件激光器及半導(dǎo)體光放大器（SOA）等進(jìn)行了分析與測(cè)試，通過(guò)性能綜合比較進(jìn)行了激光器的選擇，分析了半導(dǎo)體光放大器（SOA）作為時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)光開(kāi)關(guān)的性能和應(yīng)用特點(diǎn)，并對(duì)其輸出光脈沖性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
　　在上述工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了矢量水聽(tīng)器系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，完成了系統(tǒng)集成。對(duì)系統(tǒng)的本底噪聲進(jìn)行了測(cè)試，系統(tǒng)在1kHz處的噪聲為-97dB re rad/Hz1/2。進(jìn)行了矢量水聽(tīng)器系統(tǒng)的傳感信號(hào)測(cè)試