[发明专利]一种光纤干涉型传感信号解调的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光纤干涉型传感信号解调的系统及方法。

背景技术

光纤干涉型传感器本身具有灵敏度高、响应速度快、动态范围宽、无源性、防爆、防电磁干扰、超高电绝缘、耐腐蚀、体积小、重量轻、成本低等优点，结合信号解调和多路复用技术它可以实现解调极低频信号，同时也具有高精度、高稳定度、高线性度、易于组网复用、谐波失真低的优点，在地震探测、海洋资源勘探、地球物理研究以及水下军事对抗等方面具有极其广泛的应用前途。

在光纤干涉型传感器的多种解调方法中，相位生成载波(Phase Generator Carrier，简称PGC)解调技术是一种无源解调技术，其具有高分辨率、高线性度、低谐波失真、大动态范围、稳定性较好、不依赖于光器件、性能较为稳定、易于复用的优点，应用最为广泛。

基于PGC解调技术的算法目前主要有两种：微分交叉相乘(DCM)算法和反正切(Arctan)算法。前者对信号光强度变化十分敏感，它不仅增加了解调系统的噪声水平，同时还可能引入伪相位信息；而后者则不存在光强变化引起的干扰问题，具有较高的稳定性，但其要求调制深度C值严格等于2.63，否则会出现较大的谐波失真。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种光纤干涉型传感信号解调的系统及方法，以抑制谐波失真问题，提高稳定性。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种光纤干涉型传感信号解调的系统，该系统包括：模数转换模块，其输入端与光纤干涉型传感信号的两输入端相连接，用于分别对输入的载波信号和光纤干涉信号进行模拟数字转换，生成第一数字采样结果和第二数字采样结果；滤波器模块，其输入端与模数转换模块的两输出端相连接，用于对模数转换模块输出的第一数字采样结果及其倍频和第二数字采样结果进行混频处理和低通滤波，生成第一滤波结果和第二滤波结果；信号解调计算模块，其输入端与滤波器模块的两输出端相连接，用于对滤波器模块输出的第一滤波结果和第二滤波结果采用微分自乘相加算法进行信号解调计算，生成信号解调计算结果。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种光纤干涉型传感信号解调的方法。该方法包括：分别对输入的载波信号和光纤干涉信号进行模拟数字转换，生成第一数字采样结果和第二数字采样结果；对第一数字采样结果及其倍频和第二数字采样结果进行混频处理和低通滤波，生成第一滤波结果和第二滤波结果；对第一滤波结果和第二滤波结果采用微分自乘相加算法进行信号解调计算，生成信号解调计算结果。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明光纤干涉型传感信号解调的系统及方法，具有如下有益效果：

1、谐波失真低：结合微分自乘相加算法和低通滤波器与带通滤波器的设置，可以有效的降低谐波失真；

2、稳定性高：通过结果修正可以去除光强幅度的影响，能够抑制光强变化引起的干扰问题，具有较高的稳定性；

3、操作方便：可以通过全数字化实现，便于调整和应用。

附图说明

图1为本发明实施例光纤干涉型传感信号解调系统的结构示意图；

图2为本发明实施例光纤干涉型传感信号解调方法的流程示意图。

【主要元件符号说明】

10-模数转换模块；

101-第一信号调理单元；  102-第二信号调理单元；

103-第一AD采样单元；     104-第二AD采样单元；

20-滤波器模块；

201-第一信号处理单元；   202-第二信号处理单元；

203-频率检测单元；       204-第一低通滤波器；

205-第二低通滤波器；

30-信号解调计算模块；

301-第一微分器；         302-第二微分器；

303-第一乘法器；         304-第二乘法器；

305-加法器；           306-积分器；           307-带通滤波器；

40-信号检测结果存储及显示模块

401-结果修正单元；       402-信号检测结果存储及显示单元。

具体实施方式