[发明专利]用于光纤矢量水听器的调制解调装置

说明书

本发明公开了一种用于光纤矢量水听器的调制解调装置，公开的装置包括光发射模块和光接收模块，其中：所述光发射模块，通过传输光纤与光纤矢量水听器连接，用于为光纤矢量水听器提供调制后的光源；光发射模块包括激光器、PGC调制电路和脉冲调制器；所述光接收模块，通过传输光纤与光纤矢量水听器连接，用于接收光纤矢量水听器发出的干涉光信号，解调得到光信号中的水声场信号，与外部设备进行信息交互；光接收模块包括光电转换单元、模数转换单元和信号处理单元。通过PGC调制解调提高了光纤矢量水听器输出信号的稳定性，从而进一步提高水声场矢量信号探测的准确性。

技术领域

本发明涉及到光纤传感技术领域，尤其涉及一种用于光纤矢量水听器的调制解调装置。

背景技术

随着我国对海洋开发和水下预警的日益重视，开展水声探测系统技术研究及工程应用研究已成为迫切需要。水下声场是海洋科研究和水下目标探测的重要观测要素，在物理上，水声场是矢量场，通过矢量水听器获取的标量和矢量信号，可以实现对声场进行完整描述。矢量水听器对于研究声波在水下的产生、辐射、传播和接收的规律,解决与水下目标探测、识别以及信号传输过程有关的声问题具有重要意义。近年来以光纤水听器为基础的水声探测技术得到了急速的发展，美国等发达国家已在潜艇舷侧阵、拖曳阵及潜标探测阵声纳中开始装备，其中光纤矢量水听器的出现和快速发展为解决水声探测问题提供了新的技术途径。

光纤矢量水听器结合了矢量水听器和光纤水听器的优点，具有灵敏度高，低频特性好，动态范围大，水下工作稳定性高，耐恶劣环，境等特点，有利于对水声场的长期探测，不仅可应用于目标探测，还在海底观测网、海上石油探测等重要的领域展示了广阔的应用前景。光纤矢量水听器将被测水声场矢量信号转换成光信号，并通过传输线缆传至处理系统提取水声场信息，由于被测信号是以相位信息形式调制在干涉型光纤矢量水听器输出信号中，必须进行信号调制解调才能实现水声场矢量信号还原。在水声场矢量信号应用中，对光纤矢量水听器各三维分量幅度的稳定性有较高的要求。

因此如何能够提高光纤矢量水听器输出信号的稳定性，从而进一步提高水声场矢量探测的准确性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于光纤矢量水听器的调制解调装置，能够提高光纤矢量水听器输出信号的稳定性，从而进一步提高水声场矢量信号探测的准确性。

本发明提供用于光纤矢量水听器的调制解调装置，包括光发射模块和光接收模块，其中：

所述光发射模块，通过传输光纤与光纤矢量水听器连接，用于为光纤矢量水听器提供调制后的光源；光发射模块包括激光器、PGC调制电路和脉冲调制器，其中：

激光器，用于发射激光提供光源，并由PGC调制电路的余弦调制信号进行光频调制后将调频激光发送给脉冲调制器；

PGC调制电路，用于产生余弦调制信号发送给激光器及产生脉冲调制信号发送给脉冲调制器；

脉冲调制器，用于将激光器输出的调频光信号进行脉冲调制，产生光脉冲序列发送给光纤矢量水听器；

所述光接收模块，通过传输光纤与光纤矢量水听器连接，用于接收来自光纤矢量水听器的干涉光信号，解调得到光信号中的水声场信号，并与外部设备进行信息交互；光接收模块包括光电转换单元、模数转换单元和信号处理单元，其中：

光电转换单元，用于接收激光器光纤矢量水听器的干涉光信号，转换为模拟电信号，发送给模数转换单元；

模数转换单元，用于将接收的电信号从模拟电信号转换为数字电信号，发送给信号处理单元；

信号处理单元，用于将数字电信号解调为水声场信号，与外部设备进行信息交互。

优选地，所述光发射模块还包括隔离器，用于隔离从光纤矢量水听器返回的反射光。