[发明专利]一种光纤矢量水听器的信号解调方法

说明书

本发明公开了一种光纤矢量水听器的信号解调方法，所述信号解调方法包括步骤如下：S1：将施加正弦信号调制的窄线宽光纤激光器输出光波输入干涉型光纤矢量水听器使其产生干涉；S2：光纤矢量水听器输出的干涉信号分别与载波一倍频信号、载波二倍频信号进行混频、低通滤波得到一对正交项L₁(t)和L₂(t)；S3：分别将正交项L₁(t)和L₂(t)微分并与其自相乘后再相除，求反正切可得所求相位；S4：再将反正切得到的相位信号通过带通滤波器滤去外部噪声干扰和低频的初始相位漂移，获得最终的解调结果。本发明对参数b进行了校正，使得解调结果线性度好，不存在谐波失真；且已经完全消除光强B值得影响，对光强变化不敏感，在光强快速变化下具有很高的稳定性。

技术领域

本发明涉及通信信号解调技术领域，更具体的，涉及一种光纤矢量水听器的信号解调方法。

背景技术

光纤矢量水听器具有灵敏度高、可在复杂环境中长期稳定工作、易于复用构成大规模阵列、可在一个点上实现对水声场的探测和获取较大的空间信噪比增益等特点，使其在低频水声探测中具有很高的实用价值。因此，信号解调是实现光纤矢量水听器实现工程化的关键技术。

相位生成载波(PGC)调制解调技术是干涉型光纤水听器工程化阶段常用的解调方法，主要有PGC-DCM(微分交叉相乘Differential-Cross-Multiplexing，DCM)算法和PGC-Arctan反正切算法，PGC-DCM尽管在动态范围之内比PGC-Arctan算法有着相对较低的谐波失真，但随着光强的变化系统稳定性较差。PGC-Arctan本质上与光强无关，但是为了实现低谐波失真要求相位调制深度C值严格等于2.63rad，当C值稍有偏离，算法中即出现非线性，进而导致谐波失真。随着光纤矢量水听器技术的发展，光纤矢量水听器检测信号的低谐波失真和系统对光强变化的高稳定性是高性能解调系统所追求的最终目标。

发明内容

本发明为了解决现有技术无法实现解调信号的低谐波失真和消除光强变化对解调结果的影响的问题，提供一种光纤矢量水听器的信号解调方法，该方法能实现光纤矢量水听器的高稳定信号检测，实现解调信号的低谐波失真，并消除光强变化对解调结果的影响。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种光纤矢量水听器的信号解调方法，所述信号解调方法包括步骤如下：

S1：将施加正弦信号调制的窄线宽光纤激光器输出光波输入干涉型光纤矢量水听器使其产生干涉；

S2：光纤矢量水听器输出的干涉信号分别与载波一倍频信号、载波二倍频信号进行混频、低通滤波得到一对正交项L₁(t)和L₂(t)；

S3：分别将正交项L₁(t)和L₂(t)微分并与其自相乘后再相除，求反正切可得所求相位；

S4：再将反正切得到的相位信号通过带通滤波器滤去外部噪声干扰和低频的初始相位漂移，获得最终的解调结果。

优选地，步骤S2，所述的光纤矢量水听器的输出干涉信号为：

I(t)＝ηI₀[1+k·cos(Ccos(ω_ct)+φ(t)]

＝A+B·cos((Ccos(ω_ct)+φ(t)) (1)

φ(t)＝φ_S(t)+φ₀ (2)