数字调制谐振式光纤陀螺中阶梯波复位误差的分析

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是采用环形谐振腔来增强Sagnac效应的，其检测方案可以分为开环和闭环，在电路实现上，根据相位调制器控制信号的不同，又分为模拟调制和数字调制。相比而言，其数字闭环检测方案具有动态范围大、灵敏度高的特点。在数字调制的谐振式光纤陀螺中，其阶梯波的复位高度V2π是否精确，会对旋转角速度的测量和标度因数的线性度产生影响。从理论上分析了不精确的复位高度V2π对系统的影响，指出不精确的V2π将使谐振腔中的交叉耦合电场和直通耦合电场之间不会形成最佳相消干涉，从而产生误差。利用探测器输出总电场的表达式，以双频率调制的谐振式光纤陀螺为例，对引入的误差作了定量的数值计算，最后给出了克服误差的几种方法。     

退偏光纤陀螺刻度因数研究

首次在理论与实验两方面研究了闭环退偏干涉型光纤陀螺刻度因数的非线性误差,闭环锯齿波相位调制器对两个偏振光分量的不同调制深度是其非线性误差的原因之一。提出了降低闭环退偏干涉型光纤陀螺刻度因数非线性误差的方法。     

开环光纤陀螺的光源强度噪声抑制方法研究

光纤陀螺系统中的宽带光源会产生光源相对强度噪声,要提高陀螺性能就必须对其加以抑制.由于开环光纤陀螺使用正弦波调制,相对强度噪声不能直接由陀螺信号相减消除.针对基于正弦波调制的开环光纤陀螺系统信号差分电路放大的特点,设计了一种实现强度噪声抑制的新算法.经实验验证,该算法有效,可使开环光纤陀螺的随机游走减小18%.     

谐振式微光学陀螺中相位调制非线性研究

通过在相位调制器上施加线性变化的调制信号来实现对光波频率的方波调制是目前谐振式微光学陀螺(RMOG)中普遍采用的调制方法。而实现理想的方波频率调制要求完全线性的调制波形,极大地增加了系统实现难度。研究了调制曲线非线性对谐振腔输出的影响,仿真计算了具有二阶和三阶非线性误差的调制曲线引起的谐振曲线偏移和畸变。分析了解调输出误差与调制曲线非线性度的关系。通过搭建RMOG实验系统,测试了实际产生三角波调制信号的高阶非线性系数以及陀螺输出的标度因数。实验验证了理论分析计算方法的正确性以及采用模拟三角波产生方法改善微光学陀螺中相位调制非线性的可行性。     

多轴光纤陀螺频分多路系统调制信号的研究

从理论上分析和阐述了共享光源、探测器和信号处理系统的三轴干涉式光纤陀螺系统的频分多路复用的工作原理，重点讨论了多轴系统中的调制频率、调制深度与输出信号的关系，通过仿真计算发现了调制深度在一定范围变化时，光纤陀螺输出信号的强度呈出现“驼峰”效应，以此来优化分配各个光纤陀螺的调制频率和调制深度。     

相位调制非线性对开环光纤陀螺工作点测量与信号解调的影响

在全光纤开环光纤陀螺中，利用压电陶瓷调制器可以为光纤陀螺提供互易性正弦相位偏置，但相位调制中的寄生非线性会对陀螺测量产生影响。从理论上给出了二倍频非线性相位调制情况下开环光纤陀螺输出信号的一、二、四次谐波表达式，分析了相位调制非线性对陀螺工作点测量与信号解调的影响，实验验证了相关结果。实验结果与理论分析表明在陀螺应用中必须采取措施抑制非线性相位调制的幅度。     

采用数字化相位调制的光纤萨尼亚克干涉仪

本专利阐述一种可测量转速的光纤萨尼亚克干涉仪,这种干涉仪可用随机信号调制开路光纤陀螺仪中的信号,通过调制技术可以消除干扰信号使陀螺产生的偏离误差。这     

闭环光纤陀螺精度性能提升方法研究

随机游走系数是衡量闭环光纤陀螺性能水平的重要指标,其体现了陀螺的极限精度.分别从理论上分析了偏置工作点、入射光功率对光纤陀螺随机游走系数的影响.根据随机游走系数中各部分噪声源的特性,建立了闭环光纤陀螺偏置工作点、入射光功率与随机游走系数的数学模型.模型表明设定合适的光功率与偏置工作点可大大提升闭环光纤陀螺精度性能.通过实验验证了模型的正确性,实验结果表明提升光功率并采用陀螺的最优偏置工作点,可大幅提升陀螺随机游走性能.     

高精度光纤陀螺振动误差抑制技术

随着光纤陀螺的实用化,载体振动会使高精度光纤陀螺产生测量误差并使噪声增大,对光纤陀螺的性能指标造成不可忽视的影响.为了抑制光纤陀螺的振动误差,提高光纤陀螺的稳定性,对干涉式数字闭环光纤陀螺,从振动对光源和光纤环的影响机理出发,分析了振动影响下光纤陀螺干涉信号的表现形式,并针对此提出了抑制光纤陀螺输出信号噪声和消除陀螺漂...     

基于回波干涉效应的新型光纤信号调制器

理论分析了光纤信号传输系统中光纤端面菲涅耳反射所引起回波的多光束干涉效应,计算了光纤端面的反射回波相干叠加后回波光强随光纤端面间距的变化,针对光的振幅调制设计了基于回波干涉效应的新型光纤信号调制.实验中,从光纤耦合器输入端输入光波,将调制信号以电压形式加载于压电陶瓷管,使其伸缩振荡来控制两光纤端面间距离,光信号在光纤端面发生菲涅耳反射产生回波并发生回波干涉效应,从光纤耦合器回波端得到回波信号.实验结果表明,这种光纤信号调制器获得调制度约为95%,信噪比约为10 dB,带宽约为200 kHz.