[發明專利]采用單環兩路雙向諧振光載微波檢測角速度的方法

有效

• 申請號: 201310171177.3
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103267521A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 葉凌云;宋開臣
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種檢測技術，尤其涉及一種采用雙向諧振光載微波檢測角速度的檢測方法。?

背景技術

在慣性導航領域，通常采用陀螺儀進行慣性角速度的測量。陀螺儀被廣泛應用于空間飛行器、飛機、導彈、潛艇、艦船等制導控制，在軍事、工業、科學等領域里的精密測量有重要作用。常見的高精度陀螺儀主要有三種類型：機械陀螺、激光陀螺和光纖陀螺。激光陀螺和光纖陀螺皆為光學陀螺儀，雖然穩定度還不及機械陀螺，但是具有結構緊湊、靈敏度高等特點，目前占據高精度陀螺的大部分市場份額。?

光學陀螺檢測角速度的原理基于薩格納克效應。在閉合光路中，由同一光源發出的光需要同時沿順時針和逆時針方向進行雙向傳輸。由于順時針和逆時針回路的光路相同，這兩束光產生的光程差只源于角度變化。光程差將引起相位差或頻率差。通過檢測相位或頻率差進行角速度檢測。?

采用光載微波進行角速度測量的陀螺同樣需要實現雙向的微波諧振，從而通過頻率差進行角速度檢測。目前沒有單獨的一個放大器可以實現電信號的雙向放大，因此需要使用兩套裝置實現雙向的微波諧振。這中間就存在電回路不完全相同的問題，從而引入非互易性誤差，降低光載微波陀螺的精度。雖然采用交替將兩回路中的一路震蕩頻率鎖定在一個頻率穩定性非常高的時鐘基準源上可以消除光載微波陀螺的非互易性誤差，但由于在鎖頻環路發生交換時，從切換開始起，直到重新鎖頻，需要花費一定的時間，盡管這段時間可以通過一些技術手段縮短，但無法徹底消除。這段時間由于諧振頻率不穩定，無法得到高精度的角速度，將導致測量的空白區。?

發明內容

本發明的目的在于針對采用光載微波測量角速度方法的不足，提供一種采用單環兩路雙向諧振光載微波檢測角速度的方法。

本發明采用單環兩路雙向諧振光載微波檢測角速度的方法在單環兩路雙向諧振光載微波陀螺上實現，所述單環兩路雙向諧振光載微波陀螺由光纖環形腔、第一雙向諧振光載微波角速度檢測裝置、第二雙向諧振光載微波角速度檢測裝置、第一光路光纖、第二光路光纖、第三耦合器、第四耦合器、第一綠光濾光片、第二綠光濾光片、第一紅光濾光片、第二紅光濾光片組成；其中第一雙向諧振光載微波角速度檢測裝置與第二雙向諧振光載微波角速度檢測裝置為兩套獨立的裝置，其內部結構基本相同，均由由激光器、光分束器、第一電光調制器、第一光耦合器、頻率調節器、第二光耦合器、第一光電探測器、第一電濾波器、第一微波功分器、第一電放大器、第二電光調制器、第二光電探測器、第二電濾波器、第二微波功分器、第二電放大器、差頻檢測電路、分頻器、標準時間源、鑒相器、低通濾波器、第一2×2光開關、第二2×2光開關組成，唯一的區別在于第一雙向諧振光載微波角速度檢測裝置的激光器產生紅光，第二雙向諧振光載微波角速度檢測裝置的激光器產生綠光。?

在描述該方法的步驟前，先解釋以下幾個概念：?

第一雙向諧振光載微波角速度檢測裝置順時針光環路鎖頻具體為：第一雙向諧振光載微波角速度檢測裝置連接結構如附圖2，激光器輸出的紅光經過光分束器，分為兩束，一束沿順時針方向送入第二電光調制器，經過調制后形成光載微波依次進入第一2×2光開關、第一光耦合器、頻率調節器，然后進入第一光路光纖，接著依次進入第二紅光濾光片、第四耦合器、光纖環形腔、第三耦合器、第一紅光濾光片后再進入第一光路光纖，從第一光路光纖出射的光載微波再經過第二光耦合器進入第二2×2光開關，然后進入第二光電探測器將光信號轉換成電信號，之后送入第二電濾波器，濾波后的微波電信號送入第二微波功分器，第二微波功分器有三路輸出，第一路輸出經過第二電放大器連接到第二電光調制器，形成一個順時針正反饋振蕩回路，第二路輸出作為RF輸出#2送入差頻檢測電路，第三路輸出經過分頻器分頻后同標準時間源一同送入鑒相器，鑒相輸出經過低通濾波器后連接到頻率調節器，用于調節諧振頻率，從而鎖定第一雙向諧振光載微波角速度檢測裝置順時針正反饋振蕩回路的諧振頻率；光分束器分出的另一束光沿逆時針方向進入第一電光調制器，經過調制后形成光載微波依次進入第一2×2光開關、第二光耦合器后進入第一光路光纖，接著依次進入第一紅光濾光片、第三耦合器、光纖環形腔、第四耦合器、第二紅光濾光片后再進入第一光路光纖，從第一光路光纖出射的光載微波再經過頻率調節器、第一光耦合器進入第二2×2光開關，然后進入第一光電探測器將光信號轉換成電信號，之后送入第一電濾波器，濾波后的微波電信號送入第一微波功分器，第一微波功分器有兩路輸出，第一路輸出經過電放大器連接到第一電光調制器，形成一個逆時針正反饋振蕩回路，第二路輸出作為RF輸出#1送入差頻檢測電路。