一种具有声低通滤波特性的无源零差光纤水听器
报道了一种新颖的具有抗混叠功能的无源零差迈克耳孙型光纤水听器。它由一个普通的芯轴型光纤水听器和一个圆柱型亥姆霍兹共振器构成。在驻波罐中对其声压相位灵敏度频响进行了测量,结果表明该光纤水听器具有较好的声低通滤波特性,能有效地抑制声信号中的高频成分,从而实现抗混叠滤波。该光纤水听器的低频声压相位灵敏度主要由传感光纤长度和弹性增敏层的物理特性决定,约为-159 dB(0 dB=1rad/μPa)。在1150Hz附近出现了一个共振峰,这主要由圆柱型亥姆霍兹共振器的声学特性决定。1150~2280Hz频段内的灵敏度衰减率约为50dB/倍频程,1500Hz以后的灵敏度衰减量大于10dB。这对于提高我国未来声纳系统的抗干扰能力具有十分重要的意义。
干涉型光纤水听器PGC解调系统数字化实现的研究
概述了干涉型光纤水听器直接调制光源的相位生成载波(PGC)解调技术.重点介绍了其数字化实现方法,并通过实验和仿真,考虑到数字化实现过程中所要求的实时性,对系统中对探头的复用以及解调结果有重要影响的滤波器进行了详细的研究.本文的结论在相位生成载波数字解调方案的设计中具有重要的指导意义.
光纤水听器三路输出解调方案仿真
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。文章概述了M—Z干涉型光纤水听器三路输出解调方案的原理,并用SIMULINK软件实现了此解调方案,在分析仿真结果的基础上,指出三路输出解调方案是将来构成全光纤干涉型水听器系统的优选方案。用软件实现解调的过程对硬件解调电路的设计具有指导性的意义。
带空气腔芯轴型光纤水听器特性研究
对带空气腔芯轴型光纤水听器进行了研究和试验验证.分别建立了二维和三维模型对水听器性能进行分析,给出了两种模型下的水听器相移灵敏度计算公式;小批量制作了22个该结构的水听器并进行了测试.试验数据与模型计算结果十分吻合.结果表明,三维模型计算结果比二维模型更为准确,频带内均方根偏差大部分都小于0.3(dB·re·rad)/μPa.试验采用的水听器相移灵敏度为-153(dB·re·rad)/μPa,其归一化相移灵敏度达到-308(dB·re·1)//μPa.同时,该模型可以重好地根据实际需要来设计不同尺寸和性能的水听器结构。
光纤水听器200km无中继传输系统噪声研究
研究了影响干涉型光纤水听器远程无中继传输系统性能的各种噪声,分析了分布式拉曼光纤放大(DFRA)与掺铒光纤放大(EDFA)混合放大方案对光放大相位噪声抑制的效果,并通过实验得到了与仿真分析一致的结果。研究了相位产生载波(PGC)调制解调对相干双重瑞利散射(DRS)噪声的抑制原理,并对不同距离的DRS噪声抑制效果进行了讨论。远程实验结果表明,PGC技术可使相干DRS噪声降低19dB,混合放大可使光放大噪声降低7.2dB。经噪声综合抑制后,100km传输系统的相位噪声降至-113.2dB(即2.2μrad/Hz^1/2),与短程系统噪声基本相当;200km传输后噪声降至-104dB(即6.3μrad/Hz^1/2),相比短程系统增加的部分主要为残留的DRS噪声。
一种有源型光纤水听器原理与实验分析
分析了一种有源型光纤水听器的水声传感原理,在一段掺铒光纤中写入具有“相移的光纤光栅构成光纤激光器,水声压力作用在激光器上引起激光波长的移位,采用干涉法检测出波长移位引起的相位变化即得到声压的信息。水声探测实验表明,有源型光纤水听器的声压灵敏度为-166.5dB(参考值1rad/μPa)。将不同工作波长的四元光纤水听器串接于一根光纤内组成水听器阵列,使用带通波分复用器将阵列发出的激光分离至各独立通道后检测出相应的声压信号,测得水听器之间的级串扰小于-60dB,且单元水听器水声响应的动态范围不受影响。
含侧腔的机械抗混叠声低通滤波光纤水听器
报道了一种含侧腔的机械抗混叠声低通滤波光纤水听器.基于电-声类比理论建立了该光纤水听器的低频集中参量模型,画出了声学等效电路图,利用电路分析方法给出了声压传递函数表达式,并对其声学特性进行了理论分析.研究表明,该光纤水听器具有三个共振频率,由于侧腔的引入使得传递函数出现了一个零点,从而加快了第二个共振频率之后的衰减速度,可以获得更好的高频整体衰减特性.在充水驻波罐中对自行设计并制作的含侧腔的声低通滤波光纤水听器进行了测试.在50—7000Hz频段上,该光纤水听器的声压灵敏度频响曲线与理论结果具有大致相同的变化形式,低频响应非常符合,声压灵敏度约为-140dB(0dB=1rad/μPa),受低频模型精度的限制,高频响应差异较大.这为解决光纤水听器的高频混叠问题提供了一条简单可行的技术途径.
光纤水听器时分复用阵列串扰分析
采用高相干窄带光源的光纤水听器时分复用(TDM)阵列中,信号光与其余通道的泄漏光之间不是简单的强度叠加,而是互相干涉.以此为基础,推导了8路TDM阵列中各通道光束相互作用的理论公式,得到了光开关的消光比是决定系统串扰的主要因素,最大串扰值约为消光比的一半的结论.信号解调采用相位载波解调(PGC),由于串扰频率分布广且远高于信号频率,提出了采样前先低通滤波的信号检测方案,该方案可滤除串扰高频成分,大大减小串扰频率混叠对PGC解调的影响.
光纤水听器阵列TDM信号处理算法研究
介绍一种用于光纤水听器阵列的时分复用(TDM)及解复用信号处理系统,该系统基于PC机,设计开发方便、使用灵活。采用Labview编写的信号处理软件可实现8单元水听器阵列的时分复用及解复用。
光纤激光水听器阵列实验研究
构建了基于分布反馈式(DFB)光纤激光器的光纤激光水听器阵列,4元DFB光纤激光器通过同一个980nm激光器同线泵浦,阵列发出的1550nm左右的复合激光通过解波分复用(BWDM)分离至独立的通道,实验结果表明,4元光纤激光水听器探测的水声信号能被无失真的解调,阵列各通道间串扰小于-60dB。