[发明专利]用于消除光载微波陀螺非互易性误差的双向锁频交换方法

摘要

本发明公开了一种用于消除光载微波陀螺非互易性误差的双向锁频交换方法。该方法通过交换产生非互易性误差的部分器件与回路，将正反向光电振荡器的频率交替地锁定到高稳定度时钟源上，实现正反向回路的相对腔长的交替，从而达到补偿非互易性误差的目的。该方法能够有效提高光载微波陀螺的精度。

主权项

1.一种双向锁频交换方法，其特征在于，该方法在消除非互易性误差的光载微波陀螺上实现，所述的消除非互易性误差的光载微波陀螺包括：激光器（1）、光分束器（2）、第一电光调制器（3）、第一光耦合器（4）、频率调节器（5）、光纤环形腔（6）、第二光耦合器（7）、第一光电探测器（8）、第一电滤波器（9）、第一微波功分器（10）、第一电放大器（11）、第二电光调制器（12）、第二光电探测器（13）、第二电滤波器（14）、第二微波功分器（15）、第二电放大器（16）、差频检测电路（17）、分频器（18）、标准时间源（19）、鉴相器（20）、低通滤波器（21）、第一2×2光开关（22）、第二2×2光开关（23）等；该方法包括以下步骤：步骤1：激光器1输出的光经过光分束器（2），分为两束光，一束光沿顺时针方向送入第一电光调制器（3），经过调制后的光进入第一2×2光开关（22），光通过第一2×2光开关（22）后进入第一光耦合器（4），从第一光耦合器（4）输出的光经过频率调节器（5）后进入光纤环形腔（6），从环形腔出射的光再经过第二光耦合器（7）进入第二2×2光开关（23），然后进入第一光电探测器（8），将光信号转换成电信号，之后送入第一电滤波器（9），滤波后的微波电信号送入第一微波功分器（10），第一微波功分器（10）有两路输出，第一路输出经过电放大器（11）连接到第一电光调制器（3），形成一个正反馈振荡回路，第二路输出作为RF输出#1送入差频检测电路（17）；步骤2：光分束器（2）分出的另一束光沿逆时针方向送入第二电光调制器（12），经过第一2×2光开关（22），再经过第二光耦合器（7）进入光纤环形腔（6），从环形腔出射的光再经过频率调节器（5）、第一光耦合器（4）和第二2×2光开关（23）送入第二光电探测器（13），将光信号转换成电信号，之后送入第二电滤波器（14），滤波后的微波电信号送入第二微波功分器（15），第二微波功分器（15）有三路输出，第一路输出经过第二电放大器（16）连接到第二电光调制器（12），形成另一个正反馈振荡回路，第二路输出作为RF输出#2送入差频检测电路（17），第三路输出经过分频器（18）分频后同标准时间源（19）一同送入鉴相器（20），鉴相输出经过低通滤波器（21）后连接到频率调节器（5），用于调节谐振频率，从而形成一个单向锁频回路；步骤3：差频检测电路（17）检测出步骤1获得的顺时针方向的谐振微波输出RF#1和步骤2获得的逆时针方向的谐振微波输出RF#2的频率差，记为步骤4：第一2×2光开关（22）和第二2×2光开关（23）同时交换了光的通路；此时顺时针回路的第一电光调制器（3）、第一光电探测器（8）、第一电滤波器（9）、第一微波功分器（10）、第一电放大器（11）变成逆时针回路的组成部分，而逆时针回路的第二电光调制器（12）、第二光电探测器（13）、第二电滤波器（14）、第二微波功分器（15）、第二电放大器（16）、分频器（18）、标准时间源（19）、鉴相器（20）、低通滤波器（21）变成顺时针回路的组成部分；此时，差频检测电路（17）检测出的频率差，记为；步骤5：根据步骤3获得的频率差和步骤4获得的频率差通过下式获得角速度：其中，为交换前测量的角速度，为交换后测量的角速度，为光纤环半径，为光速，为回路长度，为p次谐波。