时分复用下光纤矢量水听器系统集成研究

发布时间：2020-02-27 20:10

【摘要】：光纤矢量水听器具有良好的指向性和较高的灵敏度等特点,与光纤声压水听器组合使用可同时获取水声场标量与矢量信号,通过联合信号处理,能较好地抑制干扰,提高信噪比,在水声领域有很好的应用前景。课题根据海底长期观测网等应用领域对光纤矢量水听器系统小型化的需求,研究了时分复用下光纤矢量水听器技术,进行了模块化设计,制作了光纤矢量水听器探头,完成了系统集成及基本性能测试。首先,分析了相位调制载波(PGC)技术的特点,进行了矢量水听器系统的方案设计。探头光学系统采用反射式时分复用结构,姿态传感器采用光纤激光供能技术供电,使用光纤数字信号传输技术传输姿态信号,从而实现了系统接口的全光化。其次,对加速度灵敏度与耐压强度进行了理论分析和仿真计算,完成了光纤矢量水听器探头的设计制作和性能测试,测试结果表明在20Hz~1000Hz之间,矢量水听器各个轴的加速度灵敏度基本一致,约为31dB re rad/g,在315Hz处的指向性指数大于35dB,最大轴向不对称性小于1dB。然后,对光纤矢量水听器系统中关键器件激光器及半导体光放大器(SOA)等进行了分析与测试,通过性能综合比较进行了激光器的选择,分析了半导体光放大器(SOA)作为时分复用系统光开关的性能和应用特点,并对其输出光脉冲性能进行了实验测试。在上述工作的基础上,进行了矢量水听器系统的模块化设计,完成了系统集成。对系统的本底噪声进行了测试,系统在1kHz处的噪声为-97dB re rad/Hz1/2。进行了矢量水听器系统的传感信号测试,结果显示:系统能有效地进行声信号的传感,在系统中测得一号矢量水听器的加速度灵敏度为30.1dB,与标定结果基本一致。一号矢量水听器内各轴之间的串扰水平约为-32dB,两个矢量水听器之间的相互串扰水平约为-45dB。
【图文】：

国防科学技术大学研究生院硕士学位论文系统的放置和回收。探测器能够探测的信号的带宽为 4.5Hz~100Hz，可以根据应用进行调整，最多能工作于 6000m 的水深。该系统不需要任何光缆连接，独立自主工作长达半个月的时间，，探测数据保存在内置存储设备中，工作完由工作人员对探测器进行回收，收集探测信息并充电后重新放回海底进行下的探测工作。

图 1.1 水下自主工作矢量水听器系统究了一种深海矢量水听器潜标系统，结构如图标系统在深海探测中能够更准确地对目标进本。该系统同文献[23]中系统的原理基本类似水听器、一个电子罗盘，该系统能够在水下
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB565.1

【参考文献】

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1 彭峰;杨军;吴冰;苑勇贵;李兴亮;周爱;苑立波;;Compact fiber optic accelerometer[J];Chinese Optics Letters;2012年01期

2 王建飞;罗洪;熊水东;孟洲;胡永明;;高性能三维全保偏光纤矢量水听器研制[J];光电子.激光;2011年12期

3 康崇;刘佳杰;黄宗军;张晓峻;张杨;王大伟;;F-P型同振式光纤矢量水听器相位产生载波解调算法[J];光电子.激光;2011年01期

4 康崇;张敏;陈洪娟;庞盟;吕文磊;秦艳芳;;薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器[J];中国激光;2008年08期

5 王会军;伦秀君;何敬锁;;半导体光放大器增益及发光特性的理论研究[J];光学与光电技术;2007年01期

6 王金海;陈才和;唐东林;张诚;崔宇明;;基于光弹效应的三分量光弹光纤地震加速度传感器[J];传感技术学报;2006年03期

7 巩宪锋;衣红钢;周晓敏;王长松;岳士丰;;低频光纤光栅加速度传感器[J];北京科技大学学报;2006年01期

8 冯勤,杨国光;基于柔性盘技术的光纤加速度计研究[J];光学仪器;2004年04期

9 丁桂兰,刘振富,陈才和,张德龙,崔宇明;三分量全光纤加速度地震检波器的设计[J];光电子·激光;2002年01期

10 李绪友,张立昆,张兴周;干涉型光纤传感器的PGC检测方法的分析与研究[J];哈尔滨工程大学学报;1999年02期

本文编号：2583365