可应用于航天测量的传感器PGC解调关键参数误差分析

干涉型光纤传感器在军用探测、航空航天等许多领域都有广泛的应用前景.直接调制光源频率(Frequency Modulation,FM)的相位生成载波(Phase Generated Carrier demodulation,PGC)解调方法成为干涉型光纤系统的重要解调方法之一.FM调频深度、一倍载波信号相位延迟、二倍载波信号相位延迟等关键参数均会对系统性能造成不利影响.本文从解调结果线性度和谐波抑制比(Harmonic Suppression Ratio,HSR)两方面分析了关键参数误差对解调结果性能的影响.分析表明调制深度C对参数误差的贡献最大,是影响解调性能的主要因子.相对而言,一倍/二倍载波信号相位延迟对解调结果性能影响较小.PGC解调结果线性度和谐波抑制比均受调制深度、载波信号相位延迟等的影响.参数误差每增加一倍,谐波抑制比约下降6dB.     

干涉型光纤水听器的数字化解调

分析了干涉型光纤水听器相位载波（PGC）调制解调原理，给出了由载波信号生成2倍混频信号的方法，并通过对频谱的分析说明了系统可降采样的原理，提出了基于数字信号处理器（DSP）的干涉型光纤水听器相位载波（PGC）检测的数字化实现方法．对硬件系统进行了合理的设计，对软件算法进行了优化，提高了系统的运行效率，满足了实时性要求．     

微型光纤加速度计系统研究

光纤加速度计作为新型光纤传感器的一种,在高精度测量领域中有着不可替代的作用.实现光纤加速度计信号的解调,对于进一步提高传感器测量精度以及实用化都有着重要的意义.光源调频相位生成载波技术(PGC)常用于干涉型光纤传感器的信号解调,为了实现整个光纤传感系统的小型化,提高数据处理速度和解调精度,设计制作了应用于盘式光纤加速度计数字解调系统,系统以DSP和FPGA数字系统作为解调硬件电路的核心,实现对微型盘式光纤Michelson干涉仪相位信号检测.实验结果表明,微型盘式光纤加速度测量系统对微小振动信号检测有着很高的灵敏度,是高精度测量领域中的一个重要研究方向.     

光纤传感器PGC数字化解调去除趋势项研究

相位生成载波(PGC)调制解调是干涉型光纤传感器研制中较为常用的检测方案,而趋势项效应是包含积分环节的PGC数字化解调中无法避免的问题.在讨论了PGC数字化解调中产生趋势项原因的基础上,将最小二乘曲线拟合法应用到积分数据的修正中.通过仿真验证了该方法在解调中所起到的去除趋势项的作用,为工程实践提供了依据.     

一种光源调频的相位生成载波的反正切解调方法

提出了一种将激光光源进行AD转换并与干涉信号相除以消除伴生调幅的相位生成载波的数字化解调方案,对消除伴生调幅后的信号进行了反正切PGC算法和微分交叉相乘PGC-DCM算法的对比研究,仿真实验表明:反正切PGC可以检测到更低频率的信号,而且算法耗时低,具有更高的实时性.     

干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

基于CCS的干涉型光纤水听器PGC解调方法研究

在干涉型光纤水听器的信号检测处理技术中，相位产生载波(phase generated carrier简称PGC)的处理方法应用广泛，CCS(code composer studio)是TI公司推出的开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境(IDE)，通过对基于CCS的PGC解调技术理论和仿真分析，说明PGC数字化处理的可行性，并在硬件调试中得到了验证。     

高速突发模式下π/4-DQPSK的相位捕获与跟踪

高速突发通信系统要求同步时间尽可能短,通过对一种数据辅助式快速相位捕获算法的分析,提出一种π/4-DQPSK调制信号的载波同步方案.仿真表明,当信噪比不小于8 dB时,该相位捕获算法仅需10个左右码元符号就能快速捕获载波相位.通过-π/4相位旋转运算,将π/4-DQPSK变换成DQPSK信号解调判决,能带来4 dB左右的解调增益,并可以将常用的QPSK载波跟踪环应用于π/4-DQPSK通信系统,硬件实现简单,便于系统的数字化.     

利用M-Z干涉仪探测光纤光栅反射波长移动的方法

在以Mach-Zehnder（M-Z）干涉仪为中心部件的光纤光栅干涉解调系统中，干涉仪需要工作在两臂正交的状态下，因此，相位反馈控制环节的设计成为系统能否正常运行的关键．给出了该反馈控制环节的设计方法，并提出了一种基于此反馈环节的解调系统设计方案，同时给出了系统仿真结果．     

PGC解调光纤水听器系统低通滤波器频率特性的分析与研究

在PGC解调光纤水听器系统中,低通滤波是一个非常重要的环节,该文从PGC解调原理和低通滤波器（LPF）输入、输出信号频谱分析人手,对低通滤波器的频率特性（幅频特性、相频特性）进行研究,结合仿真实验证明了低通滤波器锐截止特性和线性相位的必要性,并提出一种对截止频率进行优化设置的新方法,利用该方法选取截止频率,可以使PGC解调系统获得更大的动态范围．     

干涉型光纤预警系统入侵信号的调制解调技术

为解决干涉型光纤预警系统因偏振退化而出现的误报漏报以及定位失准的问题, 在建立 Mach Zehnder 干 涉系统结构模型的基础上, 通过分析入侵信号的调制过程, 得到两种调制信号失真现象, 并详细推导了该问题 的解决方案: 基于耦合器的解调算法。 为使该方案满足工程应用要求, 提出一种参数调校方法消除实际耦合器 不均衡引起的解调结果失真, 并在 Simulink 环境下进行仿真分析。 结果表明, 该解调算法能在耦合器不均衡、 出现偏振退化与待解调信号含有高次谐波的条件下准确还原相位信号, 对系统工程应用具有指导性意义。     

直流漂移对PGC解调结果的影响

在实际的相位生成载波（简称PGC）解调输出中，直流漂移会使解调结果产生失真．为此，对其影响进行了理论分析，并对分析的结论进行了仿真验证，研究了实际数字化实现PGC解调原理中消除这种影响的方法．结果证明，用软件算法和硬件高通滤波电路都可以有效地降低直流漂移的影响．     

光纤环形激光器的环内外光反馈效应

提出了基于光纤环形激光器的环内、环外光反馈模型。系统中光反馈效应可等效为激光腔内损耗的变化,根据环内、环外两种结构分别推导得出系统输出功率变化表达式。建立数值模型对两种结构进行相应分析,得出其与传统的激光自混合干涉有着相同的相位灵敏度,并从试验中得出相一致的结果。比较环内、环外两种结构的输出现象,得到环内光反馈比环外光反馈具有更高的输出增益及条纹变化深度,即环内结构具有更好的传感特性。     

基于希尔伯特变换的光纤分布式声波测量技术

提出了一种基于希尔伯特变换的相位解调算法，并以此构建了新型光纤分布式声波测量系统，在不劣化解调结果的前提下，极大地简化了相位解调光时域反射系统中的光路结构。通过理论与实验，证明了新算法可以正确、稳定地解调外加正弦信号的幅值、频率及位置信息，实现分布式振动信号的准确测量。     

DCME中传真解调的载波同步、定时提取研究

介绍了如何将判决反馈QAM载波恢复环技术、峰值检测法用于DCME(DigitalCircuitMultipli cationEquipment,数字电路倍增设备)传真解调中的载波恢复和定时提取,并在此基础上提出了改进的联合解调算法。     

基于判决反馈的OFDM系统相位噪声抑制算法

针对正交频分复用系统易受相位噪声的影响,提出了一种基于判决反馈的相位噪声抑制算法,在采用导频子载波对公共相差进行粗略估计的基础上,以判决后的数据子载波对公共相差展开进一步的估计,并利用已优化的公共相差估计值对数据子载波进行重新校正.仿真结果表明,该算法可以在不改变原有系统符号结构的基础上,获得比传统基于导频子载波算法更好的公共相差估计性能,使系统对相位噪声的抑制能力得到提高.     

低复杂度的TDMA开环载波相位同步算法

研究了一种实用的开环载波相位估计算法。首先,应用QLBAR算法对QPSK信号进行相位估计,然后采用双ROM算法消除相位模糊抖动,经过算法改进后,系统的误比特率性能得到提高,并大大降低了运算复杂度,从而得到一种实用的开环载波相位估计算法。对改进前后的算法进行了性能仿真,在误码率为5×10-2时,信噪比比改进前降低了约1.5 dB。对于具有低复杂度和开环结构要求的星上解调来说,具有重要的实用价值。     

低复杂度的TDMA开环载波相位同步算法

研究了一种实用的开环载波相位估计算法。首先，应用QLBAR算法对QPSK信号进行相位估计，然后采用双ROM算法消除相位模糊抖动，经过算法改进后，系统的误比特率性能得到提高，并大大降低了运算复杂度，从而得到一种实用的开环载波相位估计算法。对改进前后的算法进行了性能仿真，在误码率为5×10-2时，信噪比比改进前降低了约1.5 dB。对于具有低复杂度和开环结构要求的星上解调来说，具有重要的实用价值。     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

光纤激光器自混合干涉微位移测量研究

研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位移测量结果,与高精度微位移平台位移参数对比,验证传感测量方法的可行性.位移测量精度远优于半个波长.此方法对全光纤高精度位移传感应用有重要意义.