[發(fā)明專利]一種基于相推法的光器件時延測量方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911057880.5
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110715796B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘時龍;李樹鵬;卿婷;傅劍斌;潘萬勝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學;蘇州六幺四信息科技有限責任公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

1.一種基于相推法的光器件時延測量方法，預先根據(jù)測量需求確定掃頻頻率范圍并在其中選取多個掃頻頻點；在每一個掃頻頻點，用該點頻率的微波調(diào)制信號對光載波進行調(diào)制，并通過鑒相器測量出調(diào)制光信號經(jīng)過待測光器件前后微波調(diào)制信號的相位變化；對所測得的一系列相位變化進行相位展開，并利用相位展開所得到的各掃頻頻點的展開相位計算出最大掃頻頻點的整周模糊度，最后根據(jù)所述最大掃頻頻點的整周模糊度計算出待測光器件的時延；其特征在于，所選取的最小掃頻頻點頻率ω_a、最大掃頻頻點頻率ω_b、掃頻頻點數(shù)量m以及各掃頻頻點的頻率ω_i具體如下：

其中，Δθ為所述鑒相器的相位精度，Δτ為時延測量目標精度，τ₀為測量系統(tǒng)的時延，τ_max為最大可測時延，λ為取值范圍為(0,1]的修正系數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述光器件時延測量方法，其特征在于，所述相位展開的方法具體如下：

掃頻頻點頻率ω₂的展開相位φ(ω₂)通過經(jīng)典相位展開算法得到，其余掃頻頻點頻率的展開相位通過下式得到：

其中，[…]為取整符號，表示對其中的數(shù)據(jù)進行“四舍五入”取整。

3.如權(quán)利要求1所述光器件時延測量方法，其特征在于，最大掃頻頻點的整周模糊度N_b按照下式得到：

其中，[…]為取整符號，表示對其中的數(shù)據(jù)進行“四舍五入”取整；φ(ω_b)表示最大掃頻頻點頻率ω_b的展開相位。

4.如權(quán)利要求1所述光器件時延測量方法，其特征在于，所述修正系數(shù)λ的取值范圍為[0.80,0.99]。

5.如權(quán)利要求1所述光器件時延測量方法，其特征在于，所述根據(jù)最大掃頻頻點的整周模糊度計算出待測光器件的時延，具體根據(jù)以下公式：

其中，τ_D為待測光器件的時延，N_b為最大掃頻頻點的整周模糊度。

6.一種基于相推法的光器件時延測量裝置，包括：

頻點確定單元，用于預先根據(jù)測量需求確定掃頻頻率范圍并在其中選取多個掃頻頻點；相位測量單元，用于在每一個掃頻頻點，用該點頻率的微波調(diào)制信號對光載波進行調(diào)制，并通過鑒相器測量出調(diào)制光信號經(jīng)過待測光器件前后微波調(diào)制信號的相位變化；

解算單元，用于對所測得的一系列相位變化進行相位展開，并利用相位展開所得到的各掃頻頻點的展開相位計算出最大掃頻頻點的整周模糊度，最后根據(jù)所述最大掃頻頻點的整周模糊度計算出待測光器件的時延；

其特征在于，頻點確定單元所選取的最小掃頻頻點頻率ω_a、最大掃頻頻點頻率ω_b、掃頻頻點數(shù)量m以及各掃頻頻點的頻率ω_i具體如下：

其中，Δθ為所述鑒相器的相位精度，Δτ為時延測量目標精度，τ₀為測量系統(tǒng)的時延，τ_max為最大可測時延，λ為取值范圍為(0,1]的修正系數(shù)。

7.如權(quán)利要求6所述光器件時延測量裝置，其特征在于，所述相位展開的方法具體如下：

掃頻頻點頻率ω₂的展開相位φ(ω₂)通過經(jīng)典相位展開算法得到，其余掃頻頻點頻率的展開相位通過下式得到：

其中，[…]為取整符號，表示對其中的數(shù)據(jù)進行“四舍五入”取整。

8.如權(quán)利要求6所述光器件時延測量裝置，其特征在于，最大掃頻頻點的整周模糊度N_b按照下式得到：

其中，[…]為取整符號，表示對其中的數(shù)據(jù)進行“四舍五入”取整；φ(ω_b)表示最大掃頻頻點頻率ω_b的展開相位。