[发明专利]一种抑制光纤陀螺光源强度噪声的方法及装置

权利要求书

1.一种抑制光纤陀螺光源强度噪声的装置，其特征在于，包括光源、耦合器、Y波导、光纤环、起偏器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一滤波及前置放大器、第二滤波及前置放大器、第一A/D转换装置、第二A/D转换装置、FPGA芯片、报警装置、D/A转换和驱动放大电路；

光源发出的光源进入耦合器，耦合器将输入光均匀分为两束，其中一束输入Y波导，然后经过光纤环后发生干涉，返回耦合器中，通过耦合器进入第一光电检测器；另外一束进入起偏器，起偏后进入第二光电检测器；第一光电探测器的把光纤陀螺干涉光信号转换为电信号，输出至第一滤波及前置放大器，进行低频滤波和信号放大，第一滤波及前置放大器输出的模拟信号量输入至第一A/D转换装置，将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号至FPGA芯片；第二光电探测器检测光源信号及信号中包含的强度噪声，并将探测到的光信号转换为电信号，输出至第二滤波及前置放大器，进行低频滤波和信号放大，第二滤波及前置放大器输出的模拟信号输入至第二A/D转换装置，将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号输出至FPGA芯片；FPGA芯片对第一A/D转换装置输出的干涉信号数字序列和第二A/D转换装置输出的强度噪声估计数字序列进行信号相关性计算，得到互相关系数m和信号间延迟时间τ，若m小于设定值，表明两路信号相关性不满足要求，无法获得较好的光纤陀螺强度噪声抑制效果，系统输出报警信息至报警装置，提示重新装配光纤陀螺光路或电路；若m大于设定值，将第二A/D转换装置的输出信号经过FPGA芯片延迟时间τ，得到信号A，第一A/D转换装置的输出信号经FPGA芯片减去信号A，获得强度噪声相减抑制输出信号，经相位解调后作为陀螺信号输出，同时将陀螺输出信号作为阶梯波台阶高度形成阶梯波，与调制所用方波信号相加，经D/A转换装置后，将数字信号转换为模拟信号，并通过驱动放大电路，放大模拟信号后输入给Y波导，对干涉光路进行相位调制，完成数字闭环回路。

2.一种抑制光纤陀螺光源强度噪声的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：在保偏光纤耦合器空闲端熔接一个起偏器，对起偏器输出信号和陀螺干涉信号同时利用光电检测器进行检测，并经过滤波、前置放大后用A/D转换芯片进行采样，获得光纤陀螺干涉信号序列b(n)和强度噪声估计信号序列c(n)；

步骤二：将光纤陀螺干涉信号序列b(n)和强度噪声估计信号序列c(n)在FPGA中做互相关运算，得到互相关系数m和序列间延迟时间τ；

步骤三：通过互相关系数m判断是否进行强度噪声相减抑制，设定一个相关系数预设值，互相关系数m大于预设值，则继续进行后续强度噪声相减抑制步骤，进入步骤四，否则，表明光纤陀螺输出信号与强度噪声估计信号相关性较差，不适合作强度噪声相减抑制法，系统输出报警信息，调整光纤陀螺光路或电路，返回步骤一；

步骤四：延迟强度噪声估计信号序列c(n)共τ时间，获得新的信号序列d(n)；从干涉信号序列中减去d(n)，获得降噪后干涉信号e(n)，即e(n)＝b(n)-d(n)；降噪后干涉信号e(n)经相位解调后作为陀螺信号输出，同时将陀螺输出信号作为阶梯波台阶高度形成阶梯波，与调制所用方波信号相加，经D/A转换为模拟信号，放大后对干涉光路进行相位调制，完成数字闭环回路。

3.根据权利要求2所述的一种抑制光纤陀螺光源强度噪声的方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：首先选取信号序列窗口宽度N，计算光纤陀螺干涉信号序列b(1:N)的快速傅利叶变换值序列B(1:N)＝FFT(b(1:N))和强度噪声估计信号序列c(1:N)的快速傅利叶变换值C(1:N)＝FFT(c(1:N))；其次，计算互相关频谱序列Z(1:N)＝B(1:N)＊C(1:N)；然后通过反傅利叶变换计算互相关序列z(1:N)＝IFFT(Z(1:N))；最后，获取z(1:N)序列中最大值即为互相关系数m，最大值序号即为延迟时间τ。