小波分析在光纤陀螺分形噪声模拟中的应用

光纤陀螺随机误差的功率谱密度分别与频率的γ次方成反比,这类随机过程统称为1/fγ分形噪声,研究生成这类信号的方法对分析光纤陀螺的输出信号具有重要意义。分形噪声具有非平稳性、长程相关性、自相似性及1/fγ谱密度的特性,小波变换的多分辨分析是研究1/fγ噪声的良好工具。通过对高斯白噪声进行小波变换,再结合1/fγ噪声的方差特性,找到了满足1/fγ信号生成定理的各尺度正交小波系数,最后采用正交小波逆变换模拟出分形噪声,此方法可以产生任意噪声强度σ2、任意谱参数γ的1/fγ噪声。     

微小型光纤陀螺组合分时复用技术

为了有效减小多轴光纤陀螺组合的功耗、体积和重量,实现光纤陀螺组合的微小型化,应用分时复用技术,提出了一种基于3×3耦合器,工作在850 nm短波长的光纤陀螺分时复用组合结构。分析了陀螺输出数据处理方法,得到了分时复用光纤陀螺组合的相对极限零偏稳定性。建立了分时复用光纤陀螺切换模型,揭示了分时复用导致光纤陀螺轴向切换必然存在一个过渡过程,分析了过渡过程对陀螺组合静态、动态特性的影响。结果显示,光纤陀螺组合的相对零偏稳定性是传感方法的2.1倍,最大输入信号检测带宽为1.1 kHz,标度因数的不对称性和非线性度均小于50×10-6。最后,通过仿真进行了实验验证,结果表明,该技术可以用于中低精度微小型多轴光纤陀螺组合中。     

D/A量化对数字闭环光纤陀螺测量精度的影响分析

光纤陀螺全数字闭环检测方案的最小反馈相移由D/A的位数确定。通过建立全数字闭环光纤陀螺的Sigma-delta模型,从量化噪声的角度分析了D/A位数对数字闭环光纤陀螺测量精度的影响。研究了闭环检测对量化噪声的抑制作用及其对光纤陀螺输出精度的影响。实验结果与理论分析吻合,结果表明:由于闭环系统本身对量化噪声的抑制作用,量化噪声不会成为影响中、低精度光纤陀螺检测系统精度的主要误差源,实际D/A选型过程中可以根据系统对非线性、动态范围的要求结合的理论计算方法对D/A位数进行选取。     

基于Visual C++的光纤陀螺多参数自动化测试系统

设计了一套基于Visual C++的光纤陀螺多参数自动化测试系统,包括USB接口通信、数据实时显示和存储、数据自主分析、自动生成Word测试报告4个主要功能模块。USB接口通信模块主要完成基于USB接口的数据采集（采用可编程阵列(FPGA)和USB控制芯片实现）,并将数据传输至PC机;数据实时显示和存储部分利用NI公司的Measurement Studio插件实现,主要用于实时显示陀螺数据及数据存储;数据自主分析部分实现了针对光纤陀螺数据的特征分析;自动生成Word测试报告部分实现了针对光纤陀螺多种参数的自动化的计算及测试报告生成。该系统目前已应用于光纤陀螺生产研究中,经多次测试,结果证明其自动化程度高,性能稳定。     

双路光学调频连续波干涉仪相位检测系统

光学调频连续波干涉仪是传统微波雷达调频连续波技术和光学外差干涉仪相结合产生的一项新装置,由于其结构简单,输出的是易于检测的动态拍信号,具有很大的应用前景.针对一种新型的双路光学FMCW干涉仪,分析了其输出信号特点,设计了一种通过检测两路干涉信号的相位差来实现加倍检测精度的方案,并对方案进行了仿真分析和实际验证.结果表明,该检测系统较好地完成对相位差的检测,并且简单可行,为双路光学调频连续波的进一步应用奠定了基础.     

差分GPS技术在农业飞防导航中的应用

本文介绍了差分GPS技术在农业飞防中的具体应用,该应用系统的主要特色是针对飞机作业要求,设计开发了一套VFD CDU控制显示器和飞机位置自动报告系统。本文详细说明了该系统的方案、设计、配置以及该系统的性能特点。     

光纤陀螺本征频率和半波电压测量方法研究

针对光纤陀螺工程化过程中本征频率和半波电压测试精度低、速度慢等问题,提出了一种新的解决方法.从互易性偏置调制的机理出发,将对本征频率的测量转化为对无效调制光功率响应的尖峰脉冲的测量:根据光功率响应机理,将对半波电压的测量转化为求有效调制光功率最小值.此方法利用直接数字合成技术完成对方波的频率和振幅的调整.方案首先通过Matlb进行仿真,并在实际电路中实现.与传统人工使用肉眼的测量方式相比,此方法的测试精度高、速度快,为光纤陀螺的工程化提供了方便.     

光子晶体光纤端面研磨损伤的分析

对光子晶体光纤的端面研磨过程进行研究,讨论了光子晶体光纤端面研磨损伤的特点。针对光子晶体光纤的结构特点,应用有限元法建立了数值仿真模型。通过单一磨粒切削孔壁的仿真实验,分析了不同切削深度下裂纹损伤的产生情况以及不同磨粒直径对光纤孔壁结构造成的损伤。最后通过实际研磨实验验证了分析结果。结果表明:有限元法能够很好地模拟光子晶体光纤的端面研磨过程;研磨过程中,相对于非孔洞区域,孔壁边缘更容易出现损伤,呈现出沿圆周分布的崩塌区域;边缘崩塌区域尺寸随磨粒直径的增加而增加。实验用光子晶体光纤孔壁边缘无崩塌的最大切削深度低于普通光纤脆塑转变的临界切削深度,使用0.02μm的砂纸进行抛光可以有效地避免对光子晶体光纤孔壁造成损伤。     

散斑噪声对相干激光雷达系统性能的影响

散斑噪声会影响调频连续波(FMCW)相干激光雷达的拍频信号质量,进而影响雷达的探测性能。为衡量该影响并优化系统设计,采用几何光学近似的方法对散射场进行了简化处理。通过蒙特卡罗模拟仿真建立了散斑噪声对系统拍频信号强度的影响模型,并优化了系统光学天线孔径的设计。系统测试实验结果表明,拍频信号的强度与粗糙面高度和波长的比值成负指数关系,且弱散射表面的信号强度衰减更快。实验结果与理论和仿真分析相吻合,优化设计后的系统可对存在散斑噪声的拍频信号进行有效探测,且其测距和测速误差分别小于1 cm和0.05 cm/s。     

反谐振空芯光纤冷原子导引

利用 852 nm 导引光产生的偶极势阱将经激光冷却的87Rb 冷原子团装载并导引进入反谐振空芯光纤中。 提出了空芯光 纤内原子系综的光学深度理论模型,利用该模型对光学深度透射谱进行拟合获得谐振光学深度。 在此基础上利用飞行时间法 估算空芯光纤内原子团的径向温度和原子数目等参数。 系统性地实验研究了偶极势阱深度、原子团初始温度、原子团初始空间 位置等条件对导引结果的影响,确定了空芯光纤导引冷原子团实验的参数优化方向,为基于空芯光纤的冷原子干涉仪技术奠定 了基础。