针对F—P干涉式光纤水听器的PGC解调方法研究

摘要

为适应水声学应用特别是水下反潜战的需要，在光纤技术不断发展的基础上，光纤水听器应运而生。光纤水听器是一种基于光纤、光电子技术上的新型水下声传感器，在军事、民用各领域有广泛应用，目前光纤水听器发展迅速，部分国家已经到达实用状态。 本文对光纤水听器的系统组成、工作原理、谐振腔工作点的选择、信号处理方法等进行了全面的研究。分析了光源谱宽、模式分裂和温度漂移三种因素对光纤水听器性能的影响。其中模式分裂对谐振曲线的影响做了计算机仿真和实验验证，实验与仿真结果吻合。 研究了干涉型光纤水听器的PGC信号处理方法。阐述了相位载波生成的原理，分析了各个参数与系统指标的关系。并对PGC方法的全过程进行了计算机仿真。在原有PGC理论的基础上，提出了—种适用于法布里—珀罗型光纤水听器的PGC信号解调方法，对这种方法也做了计算机仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1光纤水听器概述

1.2光纤水听器的研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2我国研究状况

1.3本课题的主要工作

第2章光纤水听器的工作原理

2.1光纤水听器的类型

2.1.1强度型光纤水听器

2.1.2干涉型光纤水听器

2.1.3光栅型光纤水听器

2.2法布里-珀罗型光纤水听器的工作原理

2.2.1水听器系统组成

2.2.2 F-P干涉仪的谐振腔的工作原理

2.2.3谐振腔工作点的选择

2.3本章小节

第3章三种因素对F-P型光纤水听器性能的影响

3.1光源谱宽对F-P型光纤水听器灵敏度的影响

3.1.1光源的相干性

3.1.2光源谱宽对F-P型光纤水听器灵敏度的影响

3.2模式分裂对F-P型光纤水听器谐振曲线的影响

3.2.1单模光纤中的双折射现象

3.2.2单模光纤中双折射产生的因素

3.2.3模式分裂对F-P型光纤水听器谐振曲线的影响

3.3温度对F-P型光纤水听器工作稳定性的影响

3.3.1温度影响的衡量

3.3.2温度对光纤水听器性能的影响

3.4本章小节

第4章干涉型光纤水听器PGC解调方法理论分析

4.1 PGC方法原理

4.2相位载波的生成

4.2.1载波生成的原理

4.2.2直接调制光源的寄生调幅

4.2.3相位调制的幅度

4.3 PGC方法参数和系统指标的关系

4.3.1本振信号相乘的频差和相差

4.3.2滤除载波的低通滤波器参数

4.3.3微分器的高频信号饱和现象

4.3.4交叉相乘后信号幅度不平衡现象

4.3.5积分器初值问题及温度漂移

4.3.6高通滤波器参数

4.4 F-P型光纤水听器的PGC解调方法

4.5本章小节

第5章实验与仿真

5.1模式分裂对F-P型光纤水听器谐振曲线的影响

5.1.1模式分裂对传统F-P谐振腔谐振曲线的影响

5.1.2模式分裂对光纤环F-P谐振腔谐振曲线的影响

5.2双光束干涉PGC方法的计算机仿真

5.3 F-P型光纤水听器PGC方法的计算机仿真

5.4本章小节

结 论

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

参考文献

致 谢