干涉型光纖水聽器抗信號(hào)衰落技術(shù)的研究.pdf

1、傳感器和傳感技術(shù)的應(yīng)用帶動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，干涉型光纖水聽器是20 世紀(jì)70 年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型水聲傳感器,其特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大。近年來(lái)，光纖水聽器技術(shù)在理論研究和工程應(yīng)用方面得到了一定的發(fā)展，并逐步開始應(yīng)用于聲納系統(tǒng)、海洋探測(cè)、石油勘探等領(lǐng)域。但是，相位隨機(jī)漂移和偏振態(tài)隨機(jī)變化而導(dǎo)致的信號(hào)衰落問(wèn)題，一直是光纖水聽器系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容。 本文主要研究干涉型光纖水聽器的相位隨機(jī)漂移和偏振態(tài)隨機(jī)變

2、化而導(dǎo)致的信號(hào)衰落問(wèn)題。首先分析了光纖的相位調(diào)制機(jī)理和基于Mach-Zehnder 干涉儀的干涉型光纖水聽器的基本原理。其次研究了PGC(Phase Generation Carrier)零差檢測(cè)技術(shù)消除相位隨機(jī)變化導(dǎo)致信號(hào)衰落的原理。外界環(huán)境干擾引起干涉儀的相位隨機(jī)漂移，導(dǎo)致輸出信號(hào)衰落嚴(yán)重，甚至完全消隱。在多種干涉型光纖水聽器信號(hào)檢測(cè)技術(shù)中，PGC 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍大、頻帶寬、適宜檢測(cè)微弱信號(hào)，能有效擬制隨機(jī)干擾信號(hào)導(dǎo)致的

3、相位衰落。本文在理論研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，證明了PGC 零差檢測(cè)技術(shù)方法的可行性，并仿真驗(yàn)證了調(diào)制頻率與待測(cè)信號(hào)幅度和頻率之間相互制約的關(guān)系。最后，對(duì)困擾光纖水聽器系統(tǒng)穩(wěn)定工作的另一主要因素“光波偏振態(tài)隨機(jī)變化引起的信號(hào)衰落”從理論上進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析和研究。因?yàn)楣獠ǖ钠駪B(tài)隨機(jī)變化會(huì)導(dǎo)致干涉儀輸出信號(hào)的相應(yīng)變化，甚至輸出信號(hào)為零的狀態(tài)，本文用計(jì)算機(jī)仿真圖形分析了信號(hào)衰落的各種情況。同時(shí)利用Jones 矩陣對(duì)分集檢測(cè)技術(shù)消偏振衰