机械抗混叠声低通滤波光纤水听器

理论和实验研究了液体粘滞系数对声低通滤波光纤水听器声压灵敏度频响特性的影响。为了更好地描述声低通滤波光纤水听器的声学特性,在已建立的低频集中参量模型中,引入了一个用于描述系统机械损耗的参量,即机械声阻,从而得到了改进后的声压传递函数表达式。仿真结果表明,粘滞系数主要影响共振频率附近的响应,随着粘滞系数的增加,共振频率基本不变,共振峰值迅速下降。利用蓖麻油粘滞系数随温度变化较大的特性,在充油驻波罐中测试了不同温度下声低通滤波光纤水听器的声压灵敏度频响,结果与仿真曲线基本吻合,较好地验证了理论分析的正确性。

报道了一种新颖的具有抗混叠功能的无源零差迈克耳孙型光纤水听器。它由一个普通的芯轴型光纤水听器和一个圆柱型亥姆霍兹共振器构成。在驻波罐中对其声压相位灵敏度频响进行了测量,结果表明该光纤水听器具有较好的声低通滤波特性,能有效地抑制声信号中的高频成分,从而实现抗混叠滤波。该光纤水听器的低频声压相位灵敏度主要由传感光纤长度和弹性增敏层的物理特性决定,约为-159db(0db=1rad/μpa)。在1150hz附近出现了一个共振峰,这主要由圆柱型亥姆霍兹共振器的声学特性决定。1150~2280hz频段内的灵敏度衰减率约为50db/倍频程,1500hz以后的灵敏度衰减量大于10db。这对于提高我国未来声纳系统的抗干扰能力具有十分重要的意义。

本文对光纤水听器时分多路复用阵列系统的构成、工作原理等进行了介绍分析,并提出了各项参数的选择方法和实践中需要重点解决的问题。

当前,光纤水听器阵列的多路复用技术已成为研究的重要课题之一,而时分复用(tdm)技术被认为是最简单有效的方案。本文详细介绍了8路光纤水听器高速时分复用系统的设计过程。分析比较了梯形式及平行式两种光路结构的优缺点,并得出最佳光路方案。选择ti公司生产的tms320f206芯片作为系统控制核心,采用ad公司新出的采样频率达1m的16位ad7677作为a/d转换器,设计出8路光纤水听器高速时分复用系统,测试结果表明系统通道间串扰在-30db左右。对水听器阵列时分复用技术的发展具有相当的参考价值和借鉴意义。

光纤水听器探头是光纤水听器系统的基础。分析了直杆式光纤水听器探头的静力灵敏度,基于薄板小挠度弯曲理论导出了其静力灵敏度计算的解析公式,讨论了光纤水听器探头灵敏度的影响因素,并且利用ansys进行了模拟分析,数值解与解析解比较吻合。

光纤水听器(foh)探头技术是foh系统的基础,探头的动力特性直接影响水听器动态响应的幅频特性、响应范围和带宽。分析了直杆式foh探头的自由振动特性,用rayleigh法导出了其基频计算的理论公式,全面地分析了foh探头基频的影响因素,并利用ansys对其前几阶固有频率和模态进行了模拟分析。基频的数值模拟结果与理论计算结果比较吻合,最大偏差为5.05%。基频理论计算公式对水听器探头的参数优化设计具有指导意义。

为达到虚拟检测光纤水听器信号的软件程序设计的目的,采用其输出信号特点,依据非ni采集卡特性,对3×3耦合解调原理和数学模型进行分析和比较,做了干涉型光纤水听器itt虚拟检测方案,通过调用动态链接库开发基于lab-view的数据采集程序,编写数据处理和显示程序,开发光纤水听器3×3耦合器零差解调法虚拟检测系统。得到该虚拟检测系统具有很好的幅值适应性和低频特性的结论。

在光纤水听器时分复用系统中,需要设计高增益,大带宽的信号检测电路。为了减小系统的噪声同时抑制通道间串扰,必须选择合适的电路带宽。本文分析了待检测信号带宽与脉冲形状的关系,以及电路串扰率与电路带宽、脉冲宽度、通道间延时的关系,给出了电路串扰率的解析表达式,得到了电路串扰带来的解调信号误差的表达式,分析表明电路串扰导致的解调信号误差的幅度与电路串扰率成正比,与前一通道施加的声信号的幅度的贝塞尔函数成正比,最后给出了与理论分析相符的实验结果。

光纤水听器探头是光纤水听器系统的基础。分析了直杆式光纤水听器探头的自由振动特性,用rayleigh法导出了其基频计算的理论公式,讨论了光纤水听器探头基频的影响因素,并且利用ansys对其前几阶固有频率和模态进行了模拟分析,数值结果与解析解比较吻合。

研究了一种新型、全光纤、宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器利用由单模-多模-单模光纤组成的滤波器实现波长可调谐及激光器的全光纤结构。该滤波器将多模光纤缠绕在偏振控制器上,两端分别与一段单模光纤相连,通过调整偏振控制器的状态,实现了中心波长1542～1560nm的不同激光输出。单波长连续可调谐激光器的波长可调范围为18nm,边模抑制比大于40db,3db线宽为0.096nm;进一步调整偏振控制器的状态和抽运功率,实验同时得到了连续可调谐的双波长、三波长等多波长激光输出。对于可调谐的多波长激光器,通过调整偏振控制器的状态,可实现波长间隔及输出中心波长两者可调。

利用ltcc&ltcf(低温共烧陶瓷和低温共烧铁氧体)技术设计和制作了具有标准封装型号0805型叠层片式低通滤波器,给出了一个完整而有效的设计流程。并采用介电常数为14、流延厚度为30μm的陶瓷膜片成功制作了截止频率在220mhz的三阶低通叠层片式滤波器,其外形尺寸为2.0mm×1.2mm×0.9mm。

利用集总参数元件进行叠层片式低通滤波器的设计,并使用ulf140材料,经低温共烧陶瓷(ltcc)工艺制作出符合0805封装尺寸要求的截止频率为200mhz的叠层片式低通滤波器。用矢量网络分析仪agilent8722es对样品进行了相关测试,测试结果为:滤波器3db的频率点为200mhz,500mhz时带外抑制达到26db。其仿真结果与实测结果吻合。采用该方法,解决了设计和制作ltcc叠层低通滤波器的一致性问题。

设计了一种基于机械感生长周期光纤光栅(mi-lpg)的双边缘滤波光纤布拉格光栅(fbg)传感解调方案。采用不同写制参数制作了谐振边带对称交迭,谐振峰值和带宽相同的两个mi-lpg作为滤波器,利用反射fbg信号通过不同光谱特性的滤波器时输出不同光强的比值对数算法确定被测波长。实验表明,本解调方法能够精确、稳定地实现fbg传感信号的解调,动态范围可达5nm,解调系统线性拟合计算值和光谱仪所测波长值的均方差为6pm,线性度好,精度高。

本文介绍了一种新型的基于分布反馈光纤激光器(dfb-fl)的光纤水听器系统。系统采用非平衡m-z光纤干涉仪的解调方法和相位补偿的零差检测方式。实验结果表明,未封装的dfb-fl对微弱的振动信号非常灵敏,并且能获得准确的声音信号。

介绍了法布里-珀罗干涉型光纤水听器的工作原理,指出了工作点的选择依据及系统的实现方案。绘制了理想情况下光纤法布里-珀罗干涉的谐振曲线。用光弹学理论分析了光纤的应力双折射问题和谐振腔内模式分裂问题。用模式分裂的原理解释了水听器的谐振曲线畸变现象,提出了描述谐振曲线畸变的数学公式,用mathcad软件仿真了模式分裂后水听器的干涉过程并绘制了理论曲线。用实验方法测量并记录了模式简并及分裂条件下各种谐振曲线的形状,通过实验照片与仿真曲线进行对比,理论仿真与实验结果吻合,这说明用光纤模式分裂理论解释谐振曲线畸变现象是可行的。

利用密集波分复用和时分多路复用技术相结合的大规模阵列结构,以machzehnder干涉型光纤水听器为例,分析了采用相位产生载波技术的频分多路复用,提出了密集波分复用技术在干涉型光纤水听器阵列应用的新方法,给出了复用体系结构,并分析了其在工程上可行性.

可调谐光纤滤波器技术是波分复用系统的关键技术之一,对于发展全光通信网络和光纤传感具有极其重要的意义。提出了一种基于大芯径的多模光纤可调谐带阻滤波器,其制作方法是将包层/纤芯直径为125/105μm的特种多模光纤通过单模光纤接入光纤系统,实现单模-多模-单模(sms)光纤结构,并使一端单模光纤与多模光纤熔接,另一端只是共轴对接而不焊接。在多模干涉原理的基础上,利用该结构对应变的敏感性实现可调谐光滤波。该可调谐滤波器的调制和解调借助于放大自发辐射(ase)宽谱光源和光谱分析仪(osa)实现。详细给出了该滤波器的理论仿真分析,并实验证实了该方案的有效性。

光纤机械连接器的发展 随着光纤通信技术不断的发展，特别是高速局域网和光接入网的发展，光纤连接器在光 纤系统中的应用将更为广泛。同时，也对光纤连接器提出了更多的、更高的要求，其主要的 发展方向就是：外观小型化、成本低廉化，而对性能的要求却越来越高。在未来的一段时间 内，各种新研制的光纤连接器将与传统的fc、sc等连接器一起，形成“各显所长，各有所 用”的格局 光纤机械连接器-光纤机械连接器简介 光纤机械连接器，俗称活接头，一般称为光纤连接器，是用于连接两根光纤或光缆形 成连续光通路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光 纤测试仪器、仪表中，是目前使用数量最多的光无源器件。 光纤快速连接器 光纤机械连接器一般结构 1.产品分类和结构要求 1.1用于fttx光缆网络的光纤现场连接器为sc型，可以和标准的sc适配器匹配。 1.2按照

为验证分布反馈光纤激光器水听器具有抗干扰强、动态范围大、灵敏度高等独特优点,进行了该水听器的系统设计,并给出分布反馈光纤激光器的输出特性曲线.采用非平衡m-z光纤干涉仪进行分布反馈光纤激光器水听器的解调,结合工作点扫描和控制的测量方法,利用压电陶瓷相位调制器来进行相位补偿,使系统稳定工作在最灵敏处.采用制作的光纤干涉仪,搭建室内水听器模拟对比实验,通过扬声器产生1.34khz和7.24khz的高频周期激励信号,以及对水听器进行敲击激励,分析水听器的响应.进行了激光器水听器和压电水听器低频频响特性对比测试,实验得出光纤激光器水听器的光电探测输出信号的信噪比高,可以准确、可靠地反映原始声信号.

利用全固光子带隙光纤(all-solidphotonicbandgapfiber,as-pbgf),以及光纤光栅对组成谐振腔强制选频,得到输出波长为1126nm、输出功率为1.81mw的全光纤化掺镱光纤移频激光器.as-pb-gf的禁带介于1030～1124nm,恰好可压制掺镱光纤的常规强增益波段.介于禁带范围的放大自发辐射得到很好压制,输出激光高于残余辐射近50db.

针对l波段(1～2ghz)微波光纤延迟线的光电转换问题,利用ads器件库中的sp模型设计了光电三极管的输入和输出匹配网络,采用ads全局优化方法设计了平行耦合微带线结构带通滤波器。仿真测试表明:当信号中心频率为1.8ghz时,光接收前端电路功率增益为13.082db,噪声系数为2.224db,符合设计要求。

为了提高光纤连接器端面的加工效率和加工质量,改善连接器光传输性能,探讨了在机械研磨的界面上引入超声能的复合研磨方式,设计了相应的超声机械研磨装置．实验结果显示,超声机械研磨效率是机械研磨的4-8倍,光纤表面粗糙度达到2-5nm,插入损耗小于0．1db、回波损耗小于-60db．研究表明,超声机械研磨技术可以提高光纤连接器的研磨效率和质量,使传输性能获得显著改善．