一种新型的光纤相位OTDR系统频漂误差抑制算法的研究

激光器的频率漂移对相位敏感光时域反射计的定位有重要的影响, 其直接导致定位的信噪比下降。提出一种频谱分析结合选取特征频段的定位算法, 在算法中通过选取合适的特征频段, 对影响系统定位的激光器频漂进行误差抑制。特征频段的选取通过实验信噪比的高低决定。通过实验验证, 结果显示该算法提高了系统定位性能并进一步提高了信噪比。     

激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计扰动定位精度的影响

基于多波干涉原理,建立了基于相位敏感光时域反射计(OTDR)的光纤分布式扰动传感器(FDDS)光路系统数学模型,研究了激光器频率漂移对相位敏感OTDR定位精度的影响机理。仿真结果表明:激光器的频率漂移是导致传感器定位精度和信噪比降低的关键因素,当激光器的频率漂移分别高于25 MHz/min和30 MHz/min时,依据移动平均和有扰动减无扰动定位方法以及移动平均和移动差分算法得到的传感器信噪比低于2dB,定位算法失效。采用频率漂移速率分别为3MHz/min和190 MHz/min的激光器进行实验,实验结果表明:频率漂移速率为3MHz/min的激光器通过所述的两种定位方法得到的定位误差均为100m;频率漂移速率为190MHz/min的激光器无法实现扰动的定位。研究结论为激光器的选型以及提高传感器的定位精度提供了理论指导。     

马赫-曾德尔干涉仪的定位技术研究

为了研究不同线宽的激光光源对马赫-曾德尔光纤干涉仪定位精度的影响，采用互相关定位算法原理搭建了一套扰动定位系统。采用3kHz和1MHz的半导体激光器作为系统输出光源，并对其进行多次的定点扰动，将得到的实验数据根据互相关原理做计算，并与理论推导结果进行了对比分析。结果表明，在时间域采样速率都为100MHz的情况下，系统采用3kHz的激光器时，平均定位误差为34.4m，远小于采用1MHz光源下225.4m的定位误差；在干涉仪信号臂中接入3m单模光纤，使信号臂长度和参考臂长度基本相同，可以很大程度上抑制了系统的共模噪声；窄线宽激光器可以提高系统的定位精度。该研究对于干涉仪激光器的选取、系统性能参量的评估是有积极意义的。     

灰色预测控制在CO2激光器自动控制系统中的应用

以灰色系统理论为基础,用灰色预测算法对CO2激光器输出功率进行预测以便提前控制。算法采用C语言实现,通过研华工控机对放电激励2kWCO2横流激光器进行控制。     

外腔倍频伺服控制系统的研究

文章阐述了激光谐振腔长控制原理,介绍了一种外腔倍频激光系统的组成及工作原理,对该系统中激光器谐振腔长的控制算法进行了研究,这种算法能使系统快速精确地对激光器的谐振腔长进行伺服控制,使外腔倍频激光系统能够稳定的工作在最佳状态.     

CO-OFDM系统中相位噪声和频偏的联合补偿

激光器频偏和相位噪声是限制CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统性能的重要因素。文章提出了CO-OFDM系统中基于差分预编码和MCDD(多载波差分检测)算法的激光器相位噪声和频偏联合补偿方案。对CO-OFDM系统中的频偏和激光器相位噪声作用机理和基于MCDD的补偿方案机制进行了理论推导,并在不同的光信噪比、激光器频偏和线宽条件下进行了系统仿真。仿真结果表明,基于差分预编码和MCDD的联合补偿方法对CO-OFDM系统中的激光器频偏和相位噪声有较好的补偿效果和较大的补偿范围,在不引入系统开销的同时,可有效改善CO-OFDM系统性能。     

基于REC技术的激光器阵列传感系统设计

分析并提出了基于重构等效啾啁（REC）技术激光器阵列的传感系统和解调算法。REC工艺满足激光器阵列的低成本大量生产,并具备小体积的优势,在未来传感领域中有较大的实用价值。提出了一种激光器扫描的高效算法用来测量光纤布拉格光栅（FBG）因外界应力而产生的位移量。系统的独特性在于阵列激光器通道仅需调谐0.4 nm采样数据,取代了扫描FBG主功率峰,并且算法在FBG的任意谱段均适用,可以用于多通道波峰复用的FBG传感网络中。在单通道和四通道的实验中对FBG反射谱的位移进行精确定位,初步实验证明了该系统和算法的有效性和可行性。算法得出单通道中心波长与实际中心波长误差均在5 pm以下,四通道可以到达在2 pm以下,应力与算法结果中心波长呈现很好的线性度。对今后多通道激光阵列传感具有一定参考价值。     

高速相干光通信中的多符号差分检测技术研究

针对高速相干光通信系统中激光器相位噪声和频偏估计的补偿问题,设计了基于MSDD(多符号差分检测)的相位恢复算法,研究了在ASE(自激发射放大)噪声、激光器线宽和频偏等因素影响下的系统性能和MSDD算法的补偿能力。仿真结果表明,自适应MSDD算法对激光器线宽和频偏的补偿效果显著,对线宽为1 MHz、频偏为100 MHz的20GBaud QPSK(正交相移键控)系统,误码率为10-3时的OSNR(光信噪比)代价仅为0.6dB。     

面向CDMA蜂窝网的无线定位技术

蜂窝通信系统中移动台定位问题作为研究的热点之一,受到了广泛的关注.实现蜂窝通信系统中移动台定位,需要解决定位算法与定位参数估计问题.本文以定位算法与定位参数估计为主线,综述了蜂窝通信系统中移动台定位的发展过程、现状、取得的进展以及面临的挑战,特别是对减轻非视距传播影响的定位算法进行了详细讨论.     

一种用于光纤激光器泵浦的半导体激光器驱动电源

报道一种为光纤激光器泵浦的半导体激光器驱动电源.采用大功率MOS管IRL7833为调整管,利用集成运放的深度负反馈工作状态实现恒流输出.采用单片机AT89C51实现PID算法进行软件闭环控制,以缩短系统的动态平衡时间,进一步提高系统的稳定性.给出了限流、延时软启动保护电路.经实验验证,系统稳定度高、实时性好,可以用于光纤激光器泵浦.     

三用激光系统介绍

美帝空军将于1967年11月初在爱格林空军基地再次进行三用激光系统样机试验。如果试验情况良好,将成为空军的第一种地对地激光测距装置。此种激光系统具有三种用途：目标定位、报警（闯入探测）和保密通话,系美帝无线电公司空间系统部为罗姆航空发展中心研制的。系统包括两台激光器——一台是掺钕钇铝石榴石激光器,对目标测距、定位、测高;另一台是砷化镓激光器,在远达2.5公里的距离上进行高度准确的无噪声通话,并当有人侵入,遮断光路时,敲响警铃。还可以配上一个星光镜（光增强装置）,以加强夜间目标定位的能力。     

基于仿射传播聚类的概率分布室内定位算法

随着定位技术的快速发展,基于无线局域网的室内定位成为新的研究热点。本文提出了一种基于近邻传播聚类的概率分布无线局域网(WLAN)室内定位算法。与传统室内定位算法相比,该算法首先引入近邻传播聚类缩小参考点搜索空间,然后利用概率分布定位算法进行精确定位。仿射传播聚类可以有效减少概率分布定位算法的计算量,应用于系统后将有效降低系统复杂度。实验结果表明,本文所提算法具有更好的定位精度,可实现对WLAN室内定位目标的快速、可靠定位。     

PDM-CO-OFDM系统中基于判决引导与判决反馈的盲相位估计算法

对于偏分复用相干光正交频分复用(PDM-CO-OFDM)通信系统,提出了两种盲相位估计算法,一种基于判决引导(DD)的方案,另一种基于判决引导和判决反馈相结合(DD+DF)的方案。随后在112Gb/s的PDM-COOFDM系统中对算法进行了仿真验证,并与传统的导频辅助(PA)算法进行比较,结果表明DD算法在无需导频开销的情况下,可实现良好的相位估计性能,但对激光器线宽的容忍度较差,DD+DF算法对DD算法的相位估计性能及激光器线宽容忍度都有较高的提升,且其相位恢复结果明显优于采用五路导频的PA算法。     

CO-OFDM系统中融合迫零与自消除算法的新颖相位噪声补偿算法

针对激光器的相位噪声会严重影响相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统的性能问题,提出了一种将迫零算法与自消除算法相结合的新颖相位噪声补偿算法。该算法利用导频信息,通过迫零算法将每个OFDM符号的相位噪声补偿到较小的范围内,再通过自消除算法进一步补偿相位噪声。仿真结果表明,与迫零算法相比,该补偿算法不但能有效补偿相位噪声,也能补偿部分加性高斯白噪声,改善系统的误码性能,降低系统对激光器线宽的要求。     

激光器线宽对-OTDR系统性能影响的研究

为了对相位敏感光时域反射系统进行优化设计,采用相位敏感光时域反射原理搭建了一套多点入侵检测系统,通过数值模拟和实验分析了激光器线宽对系统性能的影响,由理论分析发现,随着激光器线宽的增大,系统探测到的后向相干瑞利散射的波纹逐渐平滑,系统的信噪比和定位精度也随之降低,直至不能定位和识别干扰信息;并利用7km的光纤进行了相关实验。结果表明,当激光器线宽由5kHz增加到200kHz时,系统探测到的后向瑞利散射信号出现了较大的平滑,信噪比则由12dB减小到3dB,这与理论分析的规律一致。     

半导体激光器反馈系统非线性仿真研究

针对光反馈半导体激光器接收系统微分方程组非线性的特点,根据龙格-库塔算法的思想和模型中的特点,提出了对当前迭代式中所需要的之前斜率值的估计算法,并对发射与接收信号进行了仿真,结果表明该算法可以使得接收端与发射端快速收敛一致,并能有效对该类系统进行仿真分析。     

交互式多系统跟踪定位算法

交互式思想在多模型定位中获得广泛应用,但在多系统跟踪定位中应用较少。该文借鉴交互式思想提出交互式多系统跟踪定位算法。该算法利用已获得的估计信息进行系统间定位信息的直接交互,然后进行多系统并行滤波,并利用各系统滤波新息和方差对系统概率进行实时更新,将估计结果按照系统概率加权融合输出。通过跟踪机动目标的仿真实例,可以看出该算法能够根据定位系统的性能及时调整系统概率,有效改善多系统下目标跟踪定位性能。     

基于膜片式EFPI光纤麦克风的声源定位系统

提出一种采用激光器频率调制准连续相移干涉实现膜片式光纤声传感器阵列同时解调的技术。通过调制光栅Y分支(MG-Y)可调谐激光器的快速频率调谐引入相移,4个具有π/2相位偏置的光频率按顺序切换,产生准连续的正交相移信号。基于五步相移算法,任意5个相邻相移信号用于相位恢复,由于没有机械运动部件,实现了高速稳定的相位解调。该系统的相位采样率(600 kHz)取决于频率调制速度。实验结果表明,通过调整激光器输出频率,可以正确解调宽腔长范围的非本征Fabry-Perot干涉(EFPI)传感器。此外,构建了一个紧凑的多点声传感阵列系统,实现了声源定位应用。     

GSM系统无线通信信号特点及TDOA定位信号算法分析

随着通信事业的发展,GSM系统的作用日益突出,被广泛应用,但其在定位安全上还存在一定的不足,为此可借助TDOA定位信号算法,来求得准确的地理位置。文章对GSM的系统特点及TDOA定位信号的算法进行了简要分析。     

CO-OFDM系统中一种基于空载波间隔的新相位噪声补偿算法

针对激光器的相位噪声会严重影响相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统的性能问题,基于空载波间隔提出了一种适用于CO-OFDM系统的新相位噪声补偿算法,通过空载波来间隔信息子载波,从而有效降低载波间干扰并提高有效信息干扰比.仿真结果表明:与最小平方准则-公共相位误差(LS-CPE)算法相比,该补偿算法能有效地改善系统的误码性能,降低系统对激光器线宽的要求.