[發明專利]基于移相信號調制的傳感器陣列的調制解調方法及裝置

在審

• 申請號: 201610218634.3
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107271056A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 朱日宏;任仲杰;王海林;李建欣;王曉燁
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02;G01D5/26
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種基于移相信號調制的傳感器陣列的調制解調方法，其特征在于，方法步驟如下：

步驟1、打開激光光源(1)和微振動臺(11)，信號發生器(8)分別與光開關(3)和相位調制器(4)連接，由信號發生器(8)產生脈沖信號作用于光開關(3)，產生連續光脈沖，作用于相位調制器(4)，產生連續相位脈沖調制，激光光源(1)發出的光依次經過隔離器(2)、光開關(3)和相位調制器(4)，形成經相位調制的激光脈沖；

步驟2、經過相位調制的激光脈沖進入設置在微振動臺(11)上的傳感器陣列，傳感器陣列包括若干個通過延遲光纖(5)并聯的傳感模塊，傳感模塊包括光分插復用器(6)和傳感器(7)，傳感器(7)的輸入端和輸出端分別設有一個光分插復用器(6)，通過第一個傳感模塊輸入端的光分插復用器(6)選擇對應波長的激光脈沖進入傳感器(7)；其余波長的光脈沖通過延遲光纖(5)，分別進入其余傳感模塊輸入端的光分插復用器(6)，通過輸入端的光分插復用器(6)選擇對應波長的激光脈沖進入對應的傳感器(7)，每個傳感器(7)攜帶振動相位信息后的干涉信號由輸出端的光分插復用器(6)依次向前合并，由第一個傳感模塊輸出端的光分插復用器(6)送入光電探測器(9)，然后進入數據采集和處理模塊(10)。

對于任意傳感器(7)，帶有對應傳感器的振動相位信息，其干涉光強I(t)表示為

其中表示初始相位，表示環境引起的相位變化，表示振動相位信號，表示為相位調制信號，令合相位則干涉光強I(t)簡化式為

I(t)=A+Bcos(θ+π2)kT2≤t<kT2+τ2A+Bcos(θ-π2)kT2+τ2≤t<kT2+2τ2A+Bcos(θ)kT2+2τ2≤t<(k+1)T2---(4)]]>

步驟3、光電探測器(9)將干涉光強信號轉換為電信號，數據采集和處理模塊(10)采集電信號，由于每個傳感器的信號對應于不同的光脈沖，通過標定相位調制信號和接收信號的延時，獲取傳感器(7)的三路移相的光強信號I₁，I₂，I₃，于是有

I1=A+Bcos(θ+π2)I2=A+Bcos(θ-π2)I3=A+Bcos(θ)---(5)]]>

根據三步移相算法，解得

θ=tanR-1I2-I12I3-(I1+I2)---(6)]]>

步驟4、去除θ的初始直流相和環境漂移相，解調出傳感器(7)連續的振動相位信號