[發明專利]一種光纖陀螺中防止Y波導偏置串擾的調制解調方法

在審

• 申請號: 202211314461.7
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115683080A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 謝寶榮;陳國帥;楊艷鋒;尹怡輝;謝雪新;龔華達;宋文生;徐多
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G01C25/00;G06F17/15;G06F30/20
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 張麗媛

本發明公開一種光纖陀螺中防止Y波導偏置串擾的調制解調方法，包括以下步驟；使用的光纖陀螺包括調制裝置、解調裝置和光電探測器；建立序列發生器，使得序列發生器能夠在光纖陀螺中向調制裝置和解調裝置輸入偽隨機序列；所述序列發生器向調制裝置和解調裝置輸入偽隨機序列的具體方法為：(1)定義相關性函數：(2)采用數字通信中常用的偽隨機序列，在序列發生器的FPGA電路中，控制偽隨機序列調制解調的響應；（3）進行MATLAB仿真，設置光電探測器的串擾強度比值大于0，獲得的結果為平滑無節點的曲線則代表沒有出現偏置誤差。本發明通過針對性控制的偽隨機序列調制解調的偏置方式，有效解決偏置誤差的問題。

技術領域

本發明涉及光纖陀螺技術領域，更具體地，涉及一種光纖陀螺中防止Y波導偏置串擾的調制解調方法。

背景技術

由數字閉環陀螺原理可知，陀螺測量系統在輸入轉速較低的情況下，測量輸出會出現比較明顯的偏置誤差，在接近零輸入時甚至會出現測量死區現象。研究表明，通過增加系統噪聲的辦法可以減小偏置畸變區和測量死區的寬度，所以有人提出通過人為添加周期偏置轉速的辦法，去消除低轉速區的測量死區。然而當實際轉速和人為添加的轉速大小相等、極性相反時，還是會存在測量畸變甚至出現死區的情況。因此人為添加已知偏置轉速的做法并不能根本上解決問題。

在數字閉環光纖陀螺的角速率調制解調中，由于傳統方波調制會在低轉速測量時產生偏置誤差，這是因為方波調制時Y波導前的驅動電路輸出會通過電路板對前端的光電調制器造成串擾，典型的3種現象就是：1、如果輸入較小，接近零，則光纖陀螺的輸出會顯示為零，也就是測量死區；2、當低轉速時，從正、負轉速兩個畸變方向都趨于零，但兩個方向的畸變程度不一樣；3、低轉速時測量輸出有明顯的偏置誤差，且轉速越低，誤差就越明顯。針對上述問題，本發明設計了一種新的調制方法，通過在陀螺傳統的調制解調的鏈路上，并行加入一個有針對性控制的偽隨機序列，通過針對性控制的偽隨機序列調制解調的偏置方式，對傳統調制方式和新方法分別進行MATLAB軟件仿真，可得出運用針對性控制的偽隨機調制方法可以有效消除驅動電路輸出信號串擾所造成的測試偏置誤差，有效解決偏置誤差的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光纖陀螺中防止Y波導偏置串擾的調制解調方法，通過針對性控制的偽隨機序列調制解調的偏置方式，有效解決偏置誤差的問題。

為達到上述目的，提供了一種光纖陀螺中防止Y波導偏置串擾的調制解調方法，包括以下步驟；

使用的光纖陀螺包括調制裝置、解調裝置和光電探測器；建立序列發生器，使得序列發生器能夠在光纖陀螺中向調制裝置和解調裝置輸入偽隨機序列；

所述序列發生器向調制裝置和解調裝置輸入偽隨機序列的具體方法為：

(1)定義相關性函數R_rq(m)：

其中，r(n)和q(n)為兩個隨機序列，m∈Z，當r(n)＝q(n)時，則有

由于真隨機序列均值為零，且具備連續獨立采樣的特點，即r(n)的自相關函數可記為：

其中，為高斯噪聲；

(2)采用數字通信中常用的偽隨機序列，在序列發生器的FPGA電路中，控制偽隨機序列調制解調的響應V如下所示：

其中，當干涉相位差為π/2時，光電探測器的輸出值為V_π，φ_f為反饋相位差，φ_s為輸入相位差，r(n)是偽隨機序列；