针对F-P干涉式光纤水听器的PGC解调方法研究

论文摘要

为适应水声学应用特别是水下反潜战的需要,在光纤技术不断发展的基础上,光纤水听器应运而生。光纤水听器是一种基于光纤、光电子技术上的新型水下声传感器,在军事、民用各领域有广泛应用,目前光纤水听器发展迅速,部分国家已经到达实用状态。本文对光纤水听器的系统组成、工作原理、谐振腔工作点的选择、信号处理方法等进行了全面的研究。分析了光源谱宽、模式分裂和温度漂移三种因素对光纤水听器性能的影响。其中模式分裂对谐振曲线的影响做了计算机仿真和实验验证,实验与仿真结果吻合。研究了干涉型光纤水听器的PGC信号处理方法。阐述了相位载波生成的原理,分析了各个参数与系统指标的关系。并对PGC方法的全过程进行了计算机仿真。在原有PGC理论的基础上,提出了一种适用于法布里-珀罗型光纤水听器的PGC信号解调方法,对这种方法也做了计算机仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 光纤水听器概述
• 1.2 光纤水听器的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 我国研究状况
• 1.3 本课题的主要工作
• 第2章 光纤水听器的工作原理
• 2.1 光纤水听器的类型
• 2.1.1 强度型光纤水听器
• 2.1.2 干涉型光纤水听器
• 2.1.3 光栅型光纤水听器
• 2.2 法布里—珀罗型光纤水听器的工作原理
• 2.2.1 水听器系统组成
• 2.2.2 F—P干涉仪的谐振腔的工作原理
• 2.2.3 谐振腔工作点的选择
• 2.3 本章小节
• 第3章 三种因素对F—P型光纤水听器性能的影响
• 3.1 光源谱宽对F—P型光纤水听器灵敏度的影响
• 3.1.1 光源的相干性
• 3.1.2 光源谱宽对F—P型光纤水听器灵敏度的影响
• 3.2 模式分裂对F—P型光纤水听器谐振曲线的影响
• 3.2.1 单模光纤中的双折射现象
• 3.2.2 单模光纤中双折射产生的因素
• 3.2.3 模式分裂对F—P型光纤水听器谐振曲线的影响
• 3.3 温度对F—P型光纤水听器工作稳定性的影响
• 3.3.1 温度影响的衡量
• 3.3.2 温度对光纤水听器性能的影响
• 3.4 本章小节
• 第4章 干涉型光纤水听器PGC解调方法理论分析
• 4.1 PGC方法原理
• 4.2 相位载波的生成
• 4.2.1 载波生成的原理
• 4.2.2 直接调制光源的寄生调幅
• 4.2.3 相位调制的幅度
• 4.3 PGC方法参数和系统指标的关系
• 4.3.1 本振信号相乘的频差和相差
• 4.3.2 滤除载波的低通滤波器参数
• 4.3.3 微分器的高频信号饱和现象
• 4.3.4 交叉相乘后信号幅度不平衡现象
• 4.3.5 积分器初值问题及温度漂移
• 4.3.6 高通滤波器参数
• 4.4 F—P型光纤水听器的PGC解调方法
• 4.5 本章小节
• 第5章 实验与仿真
• 5.1 模式分裂对F—P型光纤水听器谐振曲线的影响
• 5.1.1 模式分裂对传统F—P谐振腔谐振曲线的影响
• 5.1.2 模式分裂对光纤环F—P谐振腔谐振曲线的影响
• 5.2 双光束干涉PGC方法的计算机仿真
• 5.3 F—P型光纤水听器PGC方法的计算机仿真
• 5.4 本章小节
• 结论
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 参考文献
• 致谢
• 附录