光纤声传感器的外差检测技术

本文对以Mach-Zehnder干涉仪结构的单模光纤声传感器及其外差检测进行了理论分析和实验研究,成功地实现了具有相位反馈的外差系统(HPFI),实验结果与文献[6]的基本一致。     

Sagnac光纤水听器锯齿波相位偏置技术

提出了Sagnac光纤水听器锯齿波主动相位偏置方案,分析了锯齿波2π复位误差对系统性能的影响。采用频率为94.05kHz,复位电压为10.84V的锯齿波对信号进行调制,将系统偏置在π/2附近。为抑制2π复位误差的影响,采用与锯齿波同步的脉冲信号控制模/数(A/D)转换器定时采样,采样结果就是所需的声音信号。实验表明,该系统在10kHz频率响应处信号幅度平均值为0.067rad,方差为3.08×10-5rad,信号幅度相对变化仅为0.046%,系统相位偏置十分稳定。     

锯齿调频连续波建模与数值仿真

锯齿调频连续波由于测距精度高,在测距系统中有着广泛的应用.为了描述锯齿调频连续波多个调频周期中的频率和相位变化及跨越调频周期时的不连续性,结合具有一定周期性和不连续性的模数函数,推导了锯齿调频连续波的频率和相位的数学表达式,并进行建模及仿真.通过对频率与相位的微积分关系的推导解析地验证了数学表达式的正确性.数值仿真结果也表明:频率和相位的数学表达式满足微积分的关系,是频率与相位的正确的表达式,能够描述锯齿波调频在跨越调频周期时的不连续性.提出的锯齿调频连续波的多调频周期频率与相位表达式可为进一步研究锯齿调频连续波测距过程提供基础.     

毫米波FMCW收发组件技术研究

本文提出毫米ＦＭＣＷ 收发组件的设计模型。针对这类系统特有的１／ｆ 噪声和ＦＭＡＭ 变换噪声,设计了一种新颖的外差型９４ＧＨｚ 和３５ＧＨｚ ＦＭＣＷ 收发组件。线性调频带宽１０００ＭＨｚ,发射功率２０～５０ｍ Ｗ,目标检测灵敏度－ １５０ｄＢｃ／Ｈｚ。该设计较常规的“零拍型”检测灵敏度改善２０ｄＢ。对同等检测距离,可节省发射功率一个数量级以上。     

毫米波FMCW收发组件技术研究

提出了毫米波ＦＭＣＷ收发组件设计模型。针对这类系统特有的１／ｆ噪声和ＦＭ ＡＭ变换噪声,设计了一种新颖的外差型９４ＧＨｚ和３５ＧＨｚＦＷＣＷ收发组件。线性调频带宽１０００ＭＨｚ,发射功率２０～５０ｍＷ,目标检测灵敏度－１５０ｄＢｃ／Ｈｚ。该设计较常规的“零拍型”检测灵敏度改善２０ｄＢ。对同等检测距离,可节省发射功率一个数量级以上。     

基于神经网络的调频连续波光纤传感器扫描非线性复原技术

分析了调频连续波光纤传感器中扫描非线性对距离测量的影响 ,并提出了一种复原技术。这种技术通过反向传播神经网络的学习来克服扫描非线性 ,可以在扫描源具有较强的非线性时获得对目标的精确估计。同时也研究了反向传播网络在线学习的问题 ,使这种方法可以适应环境的变化。     

一种光纤传感器温度与应变同时解调的方法

文章分析了一种利用外差检测所得微波信号的电场振幅和频率来计算后向布里渊散射光功率及频移的方法.该方法通过对功率较强的微波信号进行数值拟合,利用得到的直流分量和交流分量计算出后向散射光功率、频移及其随温度、应变变化的系数矩阵.数值结果表明,温度、应变的解调精度分别为1℃、100 με,但也受到一定采样频率的限制.     

基于频率调制连续波的干涉型光纤声传感器信号检测技术

针对光纤干涉仪存在的相位衰落问题,讨论了基于正弦波形的频率调制连续波(FMCW)和锯齿波FMCW两种干涉型光纤声传感器的信号检测原理,并给出了数字化信号解调方案。采用7.5 m臂差的光纤声传感器和具备调频功能的半导体激光器,对10 kHz正弦波FMCW和锯齿波FMCW两种调频方式进行了信号解调实验对比。解调结果表明,两种调制解调方案均能稳定检测出加在声传感器上的模拟声信号,消除了光纤干涉仪的相位衰落。但在实际工程应用中,与正弦波FMCW检测方案相比,锯齿波FMCW方案无需检测混频信号的初始相位,检测灵敏度高且稳定,算法实现更为简单,而且使用不同臂差的光纤传感器可实现传感器的频分复用。     

光纤电流传感器微弱信号检测技术

介绍了光纤电流传感器的性能特点，详细地论述了光纤电流传感器的噪声根源及如何准确无误了检测掩理噪声中的微弱信号，着重介绍了数字多点平均技术，并给出基于数字多点平均技术的检测电路和程序流程图。     

声表面波射频识别系统的FMCW信号源设计

频率调制连续波(FMCW)的产生(即FMCW信号源)是声表面波射频识别系统频域采样阅读器的重要组成部分。为了满足扫频速度、带宽和线性度等要求,采用直接数字频率合成器(DDS)与锁相环(PLL)混频,并结合IQ调制的方式设计了超高频FMCW信号源。实际制作了信号源电路,DDS芯片输出I、Q两路正交信号,并分别以差分形式传输至IQ调制芯片进行上变频。测试了DDS输出信号的差分、正交特性,分别对信号源产生的单频信号和扫频信号进行了测试。最后搭建系统对声表面波标签进行测试。测试结果表明信号源设计的有效性。     

基于六端口技术的FMCW雷达

研究了六端口测相位的基本方法,给出了六端口的构成,并把六端口作为直接变频接收机应用在FMCW雷达中,给出了其测速测距的原理.六端口雷达与传统的超外差式雷达相比,结构简单,便于集成,成本低.系统流程和模拟测量结果表明六端口雷达测量过程简单,测量精度高.     

毫米波 FMCW SAR 系统设计与成像研究

首先,详细分析了调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)机载试验系统,深入阐述了系统各部分的设计方法和主要原理,基于此系统进行首次校飞试验以验证系统性能;其次,深入分析了FMCW SAR回波信号特点和图像重建方法,揭示了其脉冲发射期间雷达的连续运动对回波信号的影响,定量地指出了其对图像重建的影响,并采用改进的距离多普勒算法对其补偿从而对场景进行聚焦;最后,通过实际航空校飞试验数据验证了系统分析设计和图像重建算法的有效性。     

光纤F—P和FBG传感器通用解调系统的研究

针对目前不同种类传感器在建筑结构及其工作环境进行实时监测应用上的实际情况,提出了一种利用可调F—P滤波器对光纤法珀传感器和光纤布拉格光栅传感器通用解调方案,研究了解调系统的组成和对传感器的解调原理．初步实验结果表明,系统能够对上述2种传感器进行解调,并具有复用能力,光纤法珀传感器的应变解调精度在2με以下,光纤布拉格光栅传感器解调精度在0．5με以下,是一种低成本、通用的解调系统．     

光纤布拉格光栅传感器解调系统

光纤布拉格光栅传感器的核心技术在于波长解调,这也是这种器件能否实用化的关键;本文分析了光纤布拉格光栅作为传感器的独特优势,给出了光纤布拉格光栅传感的基本原理;对近几年来国内外研究工作者所用到的波长解调方法如匹配解调法、可调谐激光器法、干涉法、滤波法等做了详细的介绍,阐述了相应的系统设计方案,并对各种方法的优、缺点进行了分析和访论;叙述了光纤光栅传感器在桥梁、大坝等大型建筑结构健康检测方面应用的实例。最后访论了光纤光栅传感器在进一步实用化中需要解决的难题,并展望了光纤光栅传感器的前景。     

光纤化的气体传感技术

文中简要回顾了光纤气体传感技术近二十年的发展历程，对光纤气体传感的关键技术进行了分析，在此基础上提出对工业现场条件下的传感单元的研究，可调谐光源的研究以及复用技术的研究，可使光纤气体传感技术最终走向实用化。     

基于外差解调的分布式光纤传感系统设计

提出了一种基于双脉冲外差解调的分布式光纤传感系统。从理论上分析了系统的传感原理及信号解调方法。根据系统结构及原理,搭建了双脉冲外差分布式光纤传感实验系统,并进行了初步的实验研究。实验结果表明,在传感距离为300m的情况下可以将末端施加的干扰信号解调出来。     

双光路光纤浓度传感器的研究

本文介绍了根据光纤弯曲损耗测量溶液浓度的原理和方法。利用双光路光纤结构和数据拟合技术，对盐水的浓度进行实际测量。结果表明此技术可应用于微区浓度测量，并具有较高的精度．     

光纤光栅传感系统信号解调技术

主要从四个方面介绍了光纤光栅传感系统的信号解调技术,即滤波解调技术、可调窄带光源解调技术、干涉解调技术和色散解调技术,并对以上各种解调技术的优缺点进行了分析和讨论。