[發(fā)明專利]一種光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610190387.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105737867A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市太陽訊傳感科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D5/353
• 分類號(hào): G01D5/353;G01D5/34
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• 代理人: 暫無信息

1.一種光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置，其特征在于，所述光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置包括：信號(hào)生成器、信號(hào)平衡器、偏振態(tài)控制器、光電探測(cè)器和信號(hào)處理控制器，所述信號(hào)生成器與所述信號(hào)平衡器連接，所述信號(hào)平衡器與所述偏振態(tài)控制器連接，所述偏振態(tài)控制器與所述光電探測(cè)器連接，所述光電探測(cè)器與所述信號(hào)處理控制器連接，所述信號(hào)處理控制器與所述信號(hào)平衡器和偏振態(tài)控制器連接；

信號(hào)生成器，用于生成順時(shí)針和逆時(shí)針兩路光信號(hào)；

信號(hào)平衡器，用于根據(jù)信號(hào)處理控制器的控制對(duì)所述兩路光信號(hào)調(diào)平衡；

偏振態(tài)控制器，用于根據(jù)信號(hào)處理控制器的控制對(duì)調(diào)平衡后的兩路光信號(hào)進(jìn)行偏振態(tài)調(diào)整；

光電探測(cè)器，用于接收偏振態(tài)調(diào)整后的兩路光信號(hào)，并將偏振態(tài)調(diào)整后的兩路光信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路電信號(hào)并發(fā)送至信號(hào)處理控制器；

信號(hào)處理控制器，用于接收光電探測(cè)器發(fā)送的兩路電信號(hào)，根據(jù)所述兩路電信號(hào)控制信號(hào)平衡器對(duì)所述兩路光信號(hào)調(diào)平衡，根據(jù)所述電信號(hào)控制偏振態(tài)控制器對(duì)調(diào)平衡后的兩路光信號(hào)進(jìn)行偏振態(tài)調(diào)整；

所述信號(hào)平衡器包括第一信號(hào)平衡器和第二信號(hào)平衡器，所述偏振態(tài)控制器包括第一偏振態(tài)控制器和第二偏振態(tài)控制器，所述光電探測(cè)器包括第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器，所述第一信號(hào)平衡器與第一偏振態(tài)控制器連接，所述第一偏振態(tài)控制器與第一光電探測(cè)器連接，所述第二信號(hào)平衡器與第二偏振態(tài)控制器連接，所述第二偏振態(tài)控制器與第二光電探測(cè)器連接；

所述信號(hào)處理控制器包括：

平衡控制單元，用于接收第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器發(fā)送的兩路電信號(hào)，判斷所述兩路電信號(hào)的峰峰值差值是否超過預(yù)先設(shè)置的差值閾值；當(dāng)超過預(yù)先設(shè)置的差值閾值時(shí)，控制信號(hào)平衡器增加峰峰值大的光路的衰減程度，直至兩路電信號(hào)的峰峰值差值在預(yù)先設(shè)置的差值閾值范圍內(nèi)；

條紋對(duì)比度控制單元，用于計(jì)算第一光電探測(cè)器發(fā)送的電信號(hào)的條紋對(duì)比度，當(dāng)條紋對(duì)比度超過預(yù)先設(shè)置的對(duì)比度閾值時(shí)，利用變步長模擬退火算法搜索新的偏振態(tài)控制電壓對(duì)第一電極化儀進(jìn)行控制，所述新的偏振態(tài)使第一光電探測(cè)器發(fā)送的電信號(hào)的條紋對(duì)比度在預(yù)先設(shè)置的對(duì)比度閾值范圍內(nèi)；

信號(hào)相關(guān)度控制單元，用于計(jì)算所述兩路電信號(hào)的信號(hào)相關(guān)度，當(dāng)信號(hào)相關(guān)度超過預(yù)先設(shè)置的相關(guān)度閾值時(shí)，利用變步長模擬退火算法改變各位置向量對(duì)應(yīng)的外加到第二電極化儀上的電壓值，對(duì)第二電極化儀入射光的偏振態(tài)進(jìn)行連續(xù)控制并利用反饋信號(hào)進(jìn)行最優(yōu)值搜索，直到所述兩路電信號(hào)的信號(hào)相關(guān)度在預(yù)先設(shè)置的相關(guān)度閾值范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)平衡器為可調(diào)光衰減器，用于在平衡控制單元控制下，調(diào)整光路衰減程度，調(diào)整兩路光信號(hào)平衡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置，其特征在于，所述可調(diào)光衰減器擁有兩個(gè)電壓輸入端，通過調(diào)節(jié)兩電壓差分結(jié)果控制光功率的衰減程度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置，其特征在于，所述偏振態(tài)控制器為電極化儀，用于在條紋對(duì)比度控制單元和信號(hào)相關(guān)度控制單元控制下，對(duì)調(diào)平衡后的光信號(hào)進(jìn)行條紋對(duì)比度控制和信號(hào)相關(guān)度控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置，其特征在于，所述電極化儀擁有四個(gè)擠壓方向成45°交錯(cuò)排列的擠壓器，控制過程通過對(duì)四個(gè)擠壓器施加電壓對(duì)輸入光波的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)制，輸出不同偏振態(tài)的光波。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)生成器包括：窄線寬激光器、第一耦合器、隔離器、第一Y波導(dǎo)和第二Y波導(dǎo)，所述窄線寬激光器與所述第一耦合器連接，所述第一耦合器與隔離器連接，所述隔離器與第一Y波導(dǎo)和第二Y波導(dǎo)連接，所述第一Y波導(dǎo)與所述第一信號(hào)平衡器連接，所述第二Y波導(dǎo)與所述第二信號(hào)平衡器連接。

7.一種光纖周界安全防護(hù)系統(tǒng)信噪比控制方法，其特征在于，所述方法包括：

信號(hào)生成器生成順時(shí)針和逆時(shí)針兩路光信號(hào)；

兩路光信號(hào)經(jīng)過信號(hào)平衡器和偏振態(tài)控制器傳輸至光電探測(cè)器；

光電探測(cè)器將接收到的兩路光信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路電信號(hào)，并將所述兩路電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理控制器；

所述信號(hào)處理控制器接收光電探測(cè)器發(fā)送的兩路電信號(hào)，根據(jù)所述兩路電信號(hào)控制信號(hào)平衡器對(duì)所述兩路光信號(hào)調(diào)平衡，根據(jù)所述電信號(hào)控制偏振態(tài)控制器對(duì)調(diào)平衡后的兩路光信號(hào)進(jìn)行偏振態(tài)調(diào)整；

信號(hào)平衡器根據(jù)信號(hào)處理控制器的控制對(duì)所述兩路光信號(hào)調(diào)平衡；

偏振態(tài)控制器根據(jù)信號(hào)處理控制器的控制對(duì)調(diào)平衡后的兩路光信號(hào)進(jìn)行偏振態(tài)調(diào)整；

所述信號(hào)處理控制器接收光電探測(cè)器發(fā)送的兩路電信號(hào)，根據(jù)所述兩路電信號(hào)控制信號(hào)平衡器對(duì)所述兩路光信號(hào)調(diào)平衡，根據(jù)所述電信號(hào)控制偏振態(tài)控制器對(duì)調(diào)平衡后的兩路光信號(hào)進(jìn)行偏振態(tài)調(diào)整，包括：

接收第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器發(fā)送的兩路電信號(hào)，判斷所述兩路電信號(hào)的峰峰值差值是否超過預(yù)先設(shè)置的差值閾值；當(dāng)超過預(yù)先設(shè)置的差值閾值時(shí)，控制信號(hào)平衡器增加峰峰值大的光路的衰減程度，直至兩路電信號(hào)的峰峰值差值在預(yù)先設(shè)置的差值閾值范圍內(nèi)；

計(jì)算第一光電探測(cè)器發(fā)送的電信號(hào)的條紋對(duì)比度，當(dāng)條紋對(duì)比度超過預(yù)先設(shè)置的對(duì)比度閾值時(shí)，利用變步長模擬退火算法搜索新的偏振態(tài)控制電壓對(duì)第一電極化儀進(jìn)行控制，所述新的偏振態(tài)使第一光電探測(cè)器發(fā)送的電信號(hào)的條紋對(duì)比度在預(yù)先設(shè)置的對(duì)比度閾值范圍內(nèi)；

計(jì)算所述兩路電信號(hào)的信號(hào)相關(guān)度，當(dāng)信號(hào)相關(guān)度超過預(yù)先設(shè)置的相關(guān)度閾值時(shí)，利用變步長模擬退火算法改變各位置向量對(duì)應(yīng)的外加到第二電極化儀上的電壓值，對(duì)第二電極化儀入射光的偏振態(tài)進(jìn)行連續(xù)控制并利用反饋信號(hào)進(jìn)行最優(yōu)值搜索，直到所述兩路電信號(hào)的信號(hào)相關(guān)度在預(yù)先設(shè)置的相關(guān)度閾值范圍內(nèi)。