基于喇曼散射的分布式光纤测温系统光接收机灵敏度的分析

在分布式光纤测温系统中,携有温度信息的喇曼散射光是极其微弱的,只有 n W量级,而温度变化引起的喇曼散射光的变化更加微弱。在对光接收机噪声分析的基础上,给出了该类应用条件下光接收机信噪比。指出了低信噪比下,AD的量化误差将随累加次数的增加而减小,同时 AD的有效位数将增加,给出了低信噪比下 AD有效位数的分析方法,并通过 MATLAB进行了验证,在此基础上,分析了光接收机的灵敏度,由此可以直接计算分布式光纤测温系统的测温精度。     

一种基于非平稳信号分析的时相调制信号解调算法

基于非平稳信号分析方法,对时相调制(Time-Phase Modulation,TPM)信号的时频分布特性进行了详细分析,建立了TPM调制信号相位突变与时频分布幅度的映射关系,利用该映射提出了一种基于非平稳信号分析的TPM调制信号解调算法,并对该解调算法性能进行了理论分析,讨论了最佳判决门限选取方法,仿真结果验证了理论分析的正确性。理论分析及仿真表明,基于非平稳信号分析的TPM调制信号解调算法获得了优于传统的相关解调的调制系统差错性能。     

基于LabVIEW的皮卫星接收地面站解调器设计

针对皮卫星接收地面站测试系统解调器的应用场合,研究和开发了一种基于LabVIEW虚拟仪器开发平台的软件解调器,提出了一种简化的遥测信号解调算法。利用LabVIEW控制数据的采集和存储,通过VisualC 实现了解调算法,并在LabVIEW中调用该程序来实现地面站遥测信号的解调。给出了解调算法的原理、Costas环跟踪方差的MATLAB仿真和软件设计,通过误码率实验,测试结果证明了该设计的有效性。本解调系统具有应用灵活和便于改进的优点,已应用于皮卫星的测试实验。     

基于衍射光栅的光纤光栅传感器解调系统研究

研究并实现了一种基于双衍射光栅的光纤布拉格光栅（FBG）传感器解调系统。该解调系统的光路由准直镜、衍射光栅、柱面反射镜和光电探测器等器件组成。通过准直镜后不同波长的平行光束经过衍射光栅后在空间展开,通过柱面反射镜聚焦在光电探测器成像面上。该光路通过采用两块衍射光栅的方法在减小解调系统尺寸的同时提高光学空间分辨力,采用线阵探测器替代扫描机构从而简化系统结构。从理论上分析了光束经过该系统后的空间光强分布,根据光强的高斯分布采用多项式拟合的方法实现了反射光谱峰值定位算法。通过与高精度光谱仪的测量结果对比表明,该解调方法具有较高的波长解调精度和稳定性。     

一种基于滑动DFT的信号解调算法

离散傅立叶变换(DFT)是数字信号分析和处理中常用而有效的手段,在大多数应用中利用的是傅立叶变换后的幅度信息,而忽略了它的相位信息。本文提出了一种基于滑动DFT的算法,利用频域相位信息完成对π/4-DQPSK信号的解调。文中详细阐述了算法的解调原理和过程,给出了两种窗函数下的快速算法,并分析了误码率性能。计算机仿真表明,该算法解调性能良好,运行效率较高,便于软件化实时处理。     

干涉型光纤传感器相位解调技术研究

针对干涉型光纤传感器的信号解调方法,为消除光强波动对解调结果的影响,在相位生成载波(PGC)调制解调技术的基础上,提出了一种改进型微分交叉相乘(DCM)算法。改进型DCM算法利用滤波后的两路信号进行平方相加运算,再与传统算法中的差分结果进行相除运算来实现对待测信号的解调,可消除传统算法的解调结果中与光强有关的项,从而消除光强波动的影响。仿真分析结果验证了改进型DCM算法的可行性。实验结果表明改进型DCM算法较传统算法可显著提升解调信号的抗光强波动能力。     

基于自适应滤波的PCM／FSK软件解调方法

提出了一种新的PCM／FSK数字信号解调方法。通过采用最小均方误差自适应滤波算法，跟踪信号的单一频率，分析输出信号的包络，实现PCM／FSK信号的解调。详细介绍了此种解调方法的基本原理及实现过程，分析了影响解调性能的因素。计算机仿真结果表明，此方法比差分解调性能优越，抗干扰能力强，便于软件编程及DSP器件实现，具有一定的应用价值。     

一类反舰导弹末制导信号的非线性校正方法

 提出了一种实用有效的反舰导弹末制导信号的非线性校正方法。该方法可充分利用捷联惯导信息,对雷达导引头的测量信号进行有效的校正补偿, 同时又可根据系统对校正算法实时性与精度的要求, 通过合理地调整滤波算法节点数来满足系统的设计要求, 从而大大地提高反舰导弹末制导的导引精度。该方法的有效性在某型超音速反舰导弹末制导信号校正仿真中得到验证。     

光纤光栅传感器动态解调方式的误差分析

主要介绍了扫描PZT器件法等四种典型动态解调方法的适用性,分析了其误差主要来源,并推导了其计算公式;分析了光强波动对几种解调方法解调精度的影响,评价了其影响程度,并得出了根据被测对象频率来选择解调方式的结论.     

SiC/SiC复合材料氧化退化研究进展

针对高速推进系统温度测量传感器的设计方法、测量误差等核心问题,综述了现阶段高速推进系统接触式和非接触式温度测量的方法。其中,重点综述了辐射与红外测量、可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)及温度敏感涂料(TSP)等非接触温度测量技术在高速推进系统应用的研究进展和发展趋势,并分析了上述温度测量技术存在的问题。     

分布式光纤布里渊散射应变传感器参数计算

介绍了由布里渊散射机理构成的分布式光纤应变传感器,首次推导出了布里渊散射光相对于入射光的频移与光纤应变的关系及有关参数的理论计算公式。计算结果表明：光纤中由应变引起的布里渊频移变化主要是通过调制杨氏模量实现的;其布里渊频移为几十GHz,由应变引起的布里渊频移变化量为几十MHz.其理论与实验数据基本吻合。     

光电缆的分布式温度传感网络

提出增加一根光纤光栅与光电缆绕制在一起，用于监测电缆中的实时温度。采朋有限元分析方法，建立了光电缆温度场模型。使用可调谐脉冲激光作为系统光源，在一条光纤上刻制多个相同中心波长的布拉格光栅，即采用全同光栅作为系统的温度传感器，当光电缆线路中温度发生异常时，反射回来的光栅中心波长发生偏移，通过检测反射光中心波长发生的偏移量可以确定光栅温度变化的大小。不同位置的光栅返回光信号所需的时间不同，通过检测和计算光返回的不同时间，可以计算出发生温度变化的光栅位置。实验结果表明，光栅的温度敏感性可以达到11．4pm／℃，光栅的测量温度与实际温度的误差在3％范围内。     

航空机载宽温度环境下 APD 光接收机的性能分析

对机载宽温度环境下光纤网络中雪崩光电二极管（APD）以及APD光接收机的温度性能进行了分析,并且在机载宽温度范围下将APD光接收机与PIN光接收机性能进行了比较,论证了机载宽温度环境下采用APD光接收机的可能性,以此缓解航空机载光纤网络光功率预算困难。     

BN/SiBCN light-leakage-proof coatings of silica optical fiber for long term sensors at high temperatures

SiBCN and BN/SiBCN light-leakage-proof coatings were prepared on silica optical fibers for sensing applications at high temperatures. Scanning electron microscopy was used to characterize the surface morphology and microstructure of the coated fiber. Mechanical and optical properties of the coated fiber were characterized by Raman, optical and tensile tests. Compared with the original fiber, the tensile strength of SiBCN and BN/SiBCN coated fiber show an increase of about 60% and 90% at room temperature, respectively. In addition, the tensile strength of BN/SiBCN coated silica optical fiber was increased by about 42% at 700 °C. It has been found that the improvement of the strength of BN/SiBCN coated silica optical fiber is related to the healing of defects and residual compressive stress in fibers. From the light transmittance performance of the coated fiber, it was found that BN/SiBCN double coating could be an ideal total reflection solution to protect silica optical fiber from light leakage during high temperature sensing operation.     

一种新型结构非本征光纤F-P传感器全应变测量性能研究

光纤传感器作为一种新的测量信息传输方式,在航空发动机部件材料高温测量领域具有重要的应用价值。基于多光束干涉原理,制作一种新型结构的非本征光纤 Fabry-Perot（F-P）传感器,探索其在航空发动机部件材料室温/高温环境静力拉伸试验过程中的变形测量性能。采用平板和圆棒两种形状的试样,在不同表面粗糙度和两种加载速率下,分别对比高级视频引伸计（AVE）进行室温、高温环境下静力拉伸试验。结果表明：新型结构的非本征光纤 F-P 传感器具有测量范围大,测量精度高,测量结果不受外界因素影响等优势,可实现航空发动机部件材料的超量程全应变测量;此外,在测量精度和设备体积方面明显优于 AVE。     

A fiber-optic current sensor for aerospace applications

A robust, accurate, broadband, AC sensor using fiber optics that is being developed for space applications at power frequencies as high as 20 kHz is described. It can also be used in low- and high-voltage 60-Hz terrestrial power systems and in 400-Hz aircraft systems. It is intrinsically immune to electromagnetic interference (EMI) and has the added benefit of excellent isolation. The sensor uses the Faraday effect in optical fiber and standard polarimetric measurements to sense electrical current. The primary component of the sensor is a specially treated coil of single-mode optical fiber, through which the current-carrying conductor passes. Improved precision is accomplished by temperature compensation by means of signals from a novel fiber-optic temperature sensor embedded in the sensing head. The technology used in the sensor is discussed, and the results of precision tests conducted at various temperatures within the wide operating range as well as the results of early EMI tests are reported     

电子式差定温探测器的研究

阐述了电子式差定温火灾探测器的工作原理,并对该探测器进行了深入的理论研究,提出了按探测器的不同灵敏度要求进行探测器设计的方法。使用所提出的设计方法,进行了原理样机的设计、实现和调试。原理洋机的研制成功,证明了用该设计方法进行电子式差定温探测器设计与调试的简便性、实用性和可靠性。     

普通单模光纤波片及偏振控制器的研究

本文介绍了基于普通单模光纤弯曲双折射效应而构成的光纤波片装置原理及设计方法。通过实验研究得到了对氦氖激光(波长0.6328μm)光纤半波片及1/4波片的最佳结构参数。这种光纤波片制作简单,尺寸小,是干涉型光纤传感器中进行偏振态控制以实现全光纤系统的重要元件。     

基于光纤传感的襟翼操纵载荷试飞技术

为了研究民用飞机减速板打开引起的襟翼载荷增量,验证襟翼中小偏度下的严重操纵载荷准确性,避免成本高昂的特殊构型试验件研制和减少机上管线敷设空间限制等问题,针对某具体型号襟翼运动机构,建立了基于光纤传感的操纵载荷测量系统、测量系统校准方法,完成襟翼作动器操纵载荷和翼面总载荷的直接验证与确认。试飞实施结果表明,基于光纤传感的襟翼操纵载荷识别及测试技术在某型号减速板打开后襟翼操纵载荷试飞中的研究应用,为襟翼操纵载荷验证提供了一种有效的高精度、低成本试飞测试方法。