[發(fā)明專利]一種雙軸復(fù)用光纖陀螺及其信號調(diào)制解調(diào)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910154629.0
• 申請日: 2009-11-23
• 公開（公告）號: CN101701819A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳杏藩;薛寧;王磊;周虎;舒曉武;劉承
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種雙軸復(fù)用光纖陀螺，包括光源(1)、光電探測器(2)、第一光纖耦合器(3)、相位調(diào)制器(4)以及信號處理模塊(5)，光源(1)的尾纖和光電探測器(2)分別接第一光纖耦合器(3)同一側(cè)的光纖，第一光纖耦合器(3)另一側(cè)一根尾纖接相位調(diào)制器(4)的入纖，第一光纖耦合器(3)另一側(cè)的另一根處于自由狀態(tài)；其特征在于：還包含第二光纖耦合器(6)和第三光纖耦合器(7)、第一光纖環(huán)(8)和第二光纖環(huán)(9)；其中第二光纖耦合器(6)和第三光纖耦合器(7)各自的一個入纖分別接相位調(diào)制器(4)的一個出纖，第二光纖耦合器(6)的兩個出纖分別與第一光纖環(huán)(8)和第二光纖環(huán)(9)的一個入纖連接；第三光纖耦合器(7)的兩個出纖分別與第一光纖環(huán)(8)和第二光纖環(huán)(9)的另一個入纖連接；所述第一光纖環(huán)(8)和第二光纖環(huán)(9)的光纖長度比值為1∶3，渡越時間比值為1∶3，第一光纖環(huán)(8)和第二光纖環(huán)(9)的敏感軸相互垂直。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸復(fù)用光纖陀螺，其特征在于：所述第一光纖耦合器(3)、第一光纖環(huán)(8)和第二光纖環(huán)(9)的分束比大小不影響系統(tǒng)正常工作，在分束比為1∶1時光學(xué)系統(tǒng)性能最佳。

3.用于權(quán)利要求1所述的一種雙軸復(fù)用光纖陀螺的信號調(diào)制解調(diào)方法，信號處理模塊為相位調(diào)制器提供相位調(diào)制信號，對光電探測器輸出的電信號進(jìn)行采樣，并根據(jù)采樣得到的信號數(shù)值，根據(jù)解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)從而獲得兩個軸向的角速度信號；

所述相位調(diào)制信號為由占空比為50％的零均值方波調(diào)制信號時延差分而成，方波調(diào)制信號的周期等于第一光纖環(huán)和第二光纖環(huán)的渡越時間之和，方波調(diào)制信號的峰峰值不等于所采用相位調(diào)制器半波電壓的整數(shù)倍；其特征在于：

所述的采樣方法如下：將方波調(diào)制信號的一個周期，從高電平開始等分為四個部分，分別為A、B、C和D，在每一步的中間進(jìn)行采樣，也即在方波調(diào)制信號上升沿開始后的1/8，3/8，5/8，7/8周期處采樣，得到四個采樣步各自的采樣結(jié)果分別記為VA、VB、VC和VD；

所述解調(diào)方法是按照以下兩式計算對應(yīng)于第一光纖環(huán)和第二光纖環(huán)各自對應(yīng)的角速度Rx和Ry：

Rx＝KSFx×asin[(VC-VA)/2I₁]

Ry＝KSFy×asin[(VD-VB)/2I₂]

式中KSFx和KSFy分別對應(yīng)于第一光纖環(huán)和第二光纖環(huán)的標(biāo)度因數(shù)，為賽格奈克相移和角速度之間的比例常數(shù)，預(yù)先通過轉(zhuǎn)臺標(biāo)定可得，I₁和I₂為在第一光纖環(huán)和第二光纖環(huán)所對應(yīng)的賽格耐克干涉儀在無轉(zhuǎn)動情況下輸出到光電探測器中的信號大小，其數(shù)值在光纖陀螺制作過程中得到，或者在光纖陀螺制作完成后預(yù)先測量得到，asin表示反正弦函數(shù)。