[发明专利]一种干涉式数字闭环光纤陀螺主动抗辐射设计方法

摘要

本发明提供了一种干涉式数字闭环光纤陀螺主动抗辐射设计方法，用于干涉式光纤陀螺技术领域。本发明首先提供了一种改进的随机游走系数预测模型，该模型中可通过代入辐射环境参量，直接计算空间辐射条件下的随机游走系数；然后基于随机游走系数预测模型，在辐射条件下对光源功率、光纤长度、调制相位三个参数进行裕度设计，实现干涉式光纤陀螺的随机游走系数的降低。本发明基于干涉式光纤陀螺的原有结构，在不添加任何额外器件的条件下即可降低光纤陀螺的随机游走系数，使空间用光纤陀螺在全寿命周期内满足系统对陀螺随机游走性能的要求，达到主动抗辐射的目的，具有较高的可靠性，并降低了干涉式光纤陀螺整体的体积和功耗。

主权项

1.一种干涉式数字闭环光纤陀螺主动抗辐射设计方法，其特征在于，实现步骤如下：(1)提供一种改进的随机游走系数预测模型，如下式所示：其中，RWC表示光纤陀螺的随机游走系数，λ表示光波长，c表示光在真空中的传播速度，L表示光纤环长度，D表示光纤环直径，e表示电子电荷，φ表示方波调制相位，η表示探测器的响应度，P0表示耦合入光路的光源功率，Δv表示光源频谱带宽，Id表示探测器暗电流，k表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，R表示探测器跨阻；Ai表示光纤环的内部损耗，Ac表示由光纤耦合器、集成光路和熔接部分所产生的全部光路损耗，q、b、f是常数，d是辐射剂量，r是辐射剂量率；(2)在陀螺的生产过程中，针对参数光源功率P0、光纤环长度L及调制相位φ进行裕度设计，实现干涉式光纤陀螺的随机游走系数的降低；根据空间辐照条件下光纤环长度L的函数表达式，求解函数极值对光纤环长度进行裕度设计，得到最优光纤环长度L_op；对调制相位进行裕度设计，包括步骤(1)～步骤(4)；步骤(1)将计算得到的最优光纤环长度Lop和空间辐照参数r、d代入改进的随机游走系数预测模型，得到光源功率和调制相位关系表达式，并进行多项式拟合；步骤(2)将设定的光源功率P0的初始值代入拟合的多项式中，求解最优调制相位；步骤(3)设Max(RWC)为当前满足空间任务的随机游走系数的最大值，如果Max(RWC)大于或等于干涉式光纤陀螺正常运行所需随机游走系数RWCq，执行步骤(4)；如果Max(RWC)小于RWCq，此时随机游走系数满足空间任务要求，结束本方法；步骤(4)增加光源功率，代入拟合的多项式中求解最优调制相位，再进入步骤(3)执行。