基于雙Mach-Zehnder干涉儀的擾動定位方法研究.pdf

1、周界安防在國土安全防衛(wèi)、政府要害部門、電廠、學(xué)校、小區(qū)等區(qū)域性范圍有極大的應(yīng)用價值?；诠饫w傳感的周界安防系統(tǒng)以其高靈敏度、絕緣、抗電磁干擾、可實(shí)現(xiàn)分布式傳感的先天優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了相較于傳統(tǒng)系統(tǒng)更好的效果。
　　按照測量方式來講，光纖傳感器主要有點(diǎn)式傳感器、準(zhǔn)分布式傳感器、全分布式傳感器之分。在擾動定位方面，主要使用全分布式光纖傳感器。本文首先介紹了幾種不同的光纖傳感器，隨后重點(diǎn)研究了基于雙Mach-Zehnder(M-Z)干涉儀的擾

2、動定位方法。
　　首先，分析了影響光纖干涉儀輸出的一系列因素，以耦合模理論為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出干涉儀中光纖耦合器的傳輸矩陣，最終得到了光纖干涉儀的理論輸出形式。該結(jié)果表明，干涉儀輸出光強(qiáng)變化與光程差變化密切相關(guān)。
　　其次，簡要介紹了基于小波分析和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的信號去噪方法以及本文使用的時延估計算法。受系統(tǒng)噪聲影響，干涉輸出信號中含有大量高頻噪聲，噪聲會使后續(xù)時延估計誤差增大，故信號分析前的去噪處理是一個必要過程。
　　然后

3、，分析采集到的實(shí)際數(shù)據(jù)得知，本應(yīng)有固定時延的兩組干涉數(shù)據(jù)出現(xiàn)了時延不穩(wěn)定的情況，具體表現(xiàn)為信號出現(xiàn)時前時后的交替現(xiàn)象，這導(dǎo)致了時延估計誤差增大。通過比較實(shí)際接收數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的不同，最終得到了更加符合實(shí)際情況的雙M-Z干涉儀定位系統(tǒng)的工作點(diǎn)偏移模型，并進(jìn)行了仿真。
　　最后，針對干涉儀工作點(diǎn)偏移現(xiàn)象，提出了兩種主要的解決思路，即穩(wěn)定擾動點(diǎn)的方法和相位解調(diào)法。在此基礎(chǔ)上，以微分交叉相乘為基礎(chǔ)，提出了一種基于2×2耦合器的新的相位解調(diào)