光纤水听器基元特性及PGC检测方法研究

摘要

海洋中蕴含着丰富的资源,世界上许多国家尤其是几个主要强国都对海洋开发进行了巨大的投入。中国作为世界上人口最多的国家在海洋开发方面起步晚,而且技术比较落后。光纤水听器能够有效的拾取海洋中的声波信号,是海洋油气开发与海洋军事应用必不可少的装置。在多种光纤水听器中,研究和应用最多的是干涉型光纤水听器,它具有动态范围大、频带宽、灵敏度高等特点。相位生成载波调制解调技术是干涉型光纤水听器应用最广泛的一种信号解调技术。因此,课题对干涉型光纤水听器基元和基于相位生成载波调制解调技术的检测方法的研究具有重要意义。
　　 论文主要研究了带空气腔的芯轴式干涉型光纤水听器基元特性以及基于相位生成载波调制解调技术的检测方法的改进方案,具体内容包括以下两方面:
　　 一方面,采用弹性力学理论研究了基于Michelson干涉仪结构的带空气腔的芯轴式光纤水听器基元特性,分析了基元的材料和几何尺寸对基元的相位灵敏度的影响。接着利用有限元法分析了水听器基元的相位灵敏度特性、谐振频率特性、频响特性和基元空间指向性特性。
　　 另一方面,对基于相位生成载波调制解调技术的检测方法提出了改进方案,分析了新方法中的解调结果和最低采样频率,对于新方案中出现的问题,提出了解决方法,在理论分析的基础上,利用MATLAB建立新方案的仿真模型,仿真并分析了门限值△的大小对解调结果的影响、系统解调输出的动态范围、系统解调输出的频率响应特性和系统解调输出与输入的线性度特性,仿真结果验证了改进方法的正确性。