[發明專利]光纖陀螺儀的數字域平衡探測方法及裝置

無效

• 申請號: 201210037835.5
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102607547A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王子南;楊易;李永嘯;張振榮;李正斌
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 林錦輝

1.一種光纖陀螺儀的數字域平衡探測方法，其中所述光纖陀螺儀包括相位調制器，所述方法包括：

向所述相位調制器施加通過對具有相同調制頻率的正弦信號和余弦信號進行線性組合后得到的相位調制信號；

將所施加的正弦信號用作I路參考信號，并且對I路參考信號進行求導，得到Q路參考信號；

將光纖陀螺儀輸出的信號分別與所述I路參考信號、Q路參考信號進行相干處理，獲得I路檢測信號、Q路檢測信號；

對所獲得的I、Q兩路檢測信號分別解調，獲得I路角速度測量值、Q路角速度測量值；

按照預定的線性公式，對所獲得的I路、Q路角速度測量值進行組合得到待測角速度的測量值，

其中，所述預定的線性公式根據所施加的正弦信號和余弦信號的線性組合預先確定。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述光纖陀螺儀利用寬譜光源與光纖環形器、起偏器、Y形波導相位調制器、保偏光纖環依次通過保偏光纖連接實現。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述光纖陀螺儀利用寬譜光源與3dB光纖耦合器、起偏器、3dB保偏耦合器、兩個Loyt消偏器依次通過保偏光纖連接，并與其后的PZT相位調制器、單模光纖環通過單模光纖連接實現。

4.如權利要求1所述的方法，其中，所述調制頻率為所述光纖陀螺的本證頻率。

5.如權利要求1所述的方法，其中，所述相位調制器上所施加的正弦信號和余弦信號的線性組合信號是V₀[sin(ω_mt)-cos(ω_mt)]或V₀[sin(ω_mt)+cos(ω_mt)]，所述預定線性公式是(Q路角速度測量值-I路角速度測量值)/2或(Q路角速度測量值+I路角速度測量值)/2，其中V₀是所施加的信號的幅度，以及ω_m是光纖陀螺儀的本征頻率。

6.如權利要求1所述的方法，其中，所述相干處理包括將光纖陀螺儀的輸出信號中的一次諧波分別與I路參考信號和Q路參考信號相乘并進行幅度縮放處理，然后對縮放處理后的信號進行低通濾波。

7.一種用于對光纖陀螺儀進行數字域平衡探測的探測裝置，其中所述光纖陀螺儀包括相位調制器，所述探測裝置包括：

調制信號施加單元，用于向所述相位調制器施加有通過對具有相同調制頻率的正弦信號和余弦信號進行線性組合后得到的相位調制信號；

I路參考信號獲取單元，用于將所施加的正弦信號用作I路參考信號；

Q路參考信號獲取單元，用于對I路參考信號進行求導，得到Q路參考信號；

相干處理單元，用于將光纖陀螺儀輸出的信號分別與所述I路參考信號、Q路參考信號進行相干處理，獲得I路檢測信號、Q路檢測信號；

解調單元，用于對所獲得的I路、Q路檢測信號分別解調，獲得I路角速度測量值、Q路角速度測量值；

線性組合單元，用于按照預定的線性公式，對所獲得的I、Q兩路角速度測量值進行組合得到待測角速度的測量值，

其中，所述預定的線性公式根據所施加的正弦信號和余弦信號的線性組合預先確定。

8.如權利要求7所述的探測裝置，其中，所述光纖陀螺儀利用寬譜光源與光纖環形器、起偏器、Y形波導相位調制器、保偏光纖環依次通過保偏光纖連接實現。

9.如權利要求7所述的探測裝置，其中，所述光纖陀螺儀利用寬譜光源與3dB光纖耦合器、起偏器、3dB保偏耦合器、兩個Loyt消偏器依次通過保偏光纖連接，并與其后的PZT相位調制器、單模光纖環通過單模光纖連接實現。

10.如權利要求7所述的探測裝置，其中，所述相位調制器上所施加的正弦信號和余弦信號的線性組合信號是V₀[sin(ω_mt)-cos(ω_mt)]或V₀[sin(ω_mt)+cos(ω_mt)]，所述預定線性公式是(Q路角速度測量值-I路角速度測量值)/2或(Q路角速度測量值+I路角速度測量值)/2，其中V₀是所施加的信號的幅度，以及ω_m是光纖陀螺儀的本征頻率。