[發明專利]消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導及電磁耦合驗證方法

有效

• 申請號: 202211463022.2
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115494582B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 趙坤;劉伯晗
• 申請（專利權）人: 中國船舶集團有限公司第七〇七研究所
• 主分類號: G02B6/10
• 分類號: G02B6/10;G01C19/72;G01C25/00;G01R31/00
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 陳欣

本發明涉及三軸光纖陀螺技術領域，提供一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導及電磁耦合驗證方法。該消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，一側所述金屬驅動電極通過第一導線及第二導線為與金屬驅動電極同側的波導電極組的兩個波導電極供電，所述第一導線及第二導線在陶瓷襯底表面所在的平面的投影不交叉。本發明通過改變第一導線和第二導線的設置方式，使第一導線和第二導線在陶瓷襯底表面所在的平面的投影不交叉設置，有效降低軸間裸波導的電磁耦合，增強抗電磁干擾能力，提高裸波導的穩定性。

技術領域

本發明涉及三軸光纖陀螺技術領域，尤其涉及一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導及電磁耦合驗證方法。

背景技術

三軸光纖陀螺是一種基于Sagnac效應的光纖角速率傳感器，具有體積小、精度高、全固態、使用壽命長、動態范圍大等優點。基于三軸光纖陀螺的捷聯式慣性導航系統已被廣泛應用于航天航空、陸用車載、艦艇導航等領域。

隨著三軸光纖陀螺技術的進步，三軸光纖陀螺的系統應用逐漸推廣，高精度三軸光纖陀螺的應用需求日益迫切，尤其是在一些長航時高精度水面、水下應用場合，要求三軸光纖陀螺不僅精度高還要求陀螺連續可靠工作。為了達到陀螺高精度設計目的，兼顧小型化和降低熱應力，通常采用不帶金屬外殼封裝的裸陶瓷波導（簡稱裸波導），以此降低金屬殼在高低溫下與陶瓷產生熱應力進而導致波導產生額外相位誤差，相對于單軸陀螺而言，三軸陀螺在電磁設計以及元器件的指標等方面的要求較單軸陀螺更為嚴格。

然而，三軸陀螺一體化結構設計導致各軸的獨立性遭到破壞，增加了各軸之間的相互影響和耦合誤差。現有的三軸光纖陀螺，完成陀螺光路和線路裝配后，將其置入慣導系統結構后，慣導系統測試發現多套陀螺樣本常溫零偏穩定性指標超差，表現為陀螺零偏出現較大的隨機性誤差，零偏穩定性顯著劣化。

目前，行業內針對上述三軸光纖陀螺軸間的電磁干擾普遍采用電磁屏蔽式被動防護方法，無法對裸封裝波導的影響進行分析以及無法對影響主動進行消除。

發明內容

本發明旨在至少解決相關技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提供一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導及電磁耦合驗證方法，實現對裸波導間電磁耦合誘發的零偏誤差進行有效消除，提高裸波導的穩定性。

本發明提供一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，包括陶瓷襯底，所述陶瓷襯底的上表面設有兩側金屬驅動電極，兩側金屬驅動電極通過跨阻連接，所述陶瓷襯底的上表面還設有兩側的波導電極組，波導電極組位置與金屬驅動電極對應，所述波導電極組包括兩個上下設置的波導電極，光波導設于兩個上下設置的波導電極之間，一側所述金屬驅動電極通過第一導線及第二導線為與金屬驅動電極同側的波導電極組的兩個波導電極供電，所述第一導線及第二導線在陶瓷襯底表面所在的平面的投影不交叉。

根據本發明提供的一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，所述第一導線連接在金屬驅動電極與下側的波導電極之間，第二導線連接在下側的波導電極與上側的波導電極之間。

根據本發明提供的一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，所述第一導線連接在金屬驅動電極與上側的波導電極之間，第二導線連接在上側的波導電極與下側的波導電極之間。

根據本發明提供的一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，所述第一導線及第二導線分別設于一側的波導電極組的兩端。

根據本發明提供的一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，所述光波導為鈮酸鋰波導。

根據本發明提供的一種消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，所述第一導線及第二導線與金屬驅動電極及波導電極之間的焊點為圓形或弧形。

本發明還提供一種電磁耦合驗證方法，用于驗證如上任一項所述的消除光纖陀螺軸間零偏誤差的裸波導，所述方法用于三軸正交陀螺，所述三軸正交陀螺包括三個正交設置的陀螺，包括如下步驟：

S10、在空間上模擬構建三個陀螺的裸波導的第一導線及第二導線；