摘要：给出了一个基于TMS320DM642 DSP芯片的嵌入式网络实现方案,实现了在大规模信号处理情况下的100Mb/s网络数据传输接口,给出了硬件连接框图和软件流程。同时对DM642网络接口设计过程中的相关问题进行了讨论,如与硬件兼容问题、初始化问题、中断和同步问题、内存溢出问题等,并给出了相应的解决办法。

摘要：构建了短程传输链路的瑞利寄生干涉模型,利用干涉可见度的参数特性,得出系统背向瑞利散射噪声与询问脉冲宽度、传输链路光纤长度、瑞利散射率等参数的关系。理论与实验结果均表明:短程传输状态下瑞利散射并不会随着传输光纤长度的增加和瑞利散射率的提高而线性增强,而是呈现出不连续特征。短程传输状态下的瑞利散射还与问询系统的调制解调参数密切相关,随着调制解调参数的变化而动态变化。该研究结果定量揭示了短程传输链路状态下光纤水听器阵列的性能随瑞利散射的恶化情况,为短程传输状态下的系统优化设计提供关键支撑。

摘要：提出了一种基于双脉冲外差解调的分布式光纤传感系统。从理论上分析了系统的传感原理及信号解调方法。根据系统结构及原理,搭建了双脉冲外差分布式光纤传感实验系统,并进行了初步的实验研究。实验结果表明,在传感距离为300m的情况下可以将末端施加的干扰信号解调出来。

摘要：针对采用相位生成载波(PGC)调制解调方案的光纤光栅时分复用(TDM)传感系统,研究传感阵列结构和调制解调参数对系统相位噪声的影响。理论分析结果表明,阵列的结构设计会制约系统调制解调参数的设计与选取,而且因光纤光栅传感系统中需采用偏振调制手段来抑制偏振诱导信号衰落,当时分复用数量越多和单基元传感光纤长度越长时,系统调制解调频率的上限越低。仿真分析PGC调制解调算法中的高频混叠效应,结果表明调制频率越小,系统的本底相位噪声越大。实验搭建4套不同设计结构的干涉型光纤光栅时分复用传感阵列,PGC调制频率分别为6,10,16,50 kHz。实验测得4套系统在1 kHz频点处,第一时分复用通道相位噪声分别为-93,-96,-98和-99 dB/Hz1/2,与理论分析结果吻合。

摘要：在采用密集波分复用(DWDM)与时分复用(TDM)结构的光纤水听器(OFH)远程传输系统中,非线性波长串扰是制约其传输距离和探测性能的关键因素之一。理论及仿真研究了多波长高峰值功率注入条件下,远程光纤中受激拉曼散射(SRS)导致的波长功率转移及非线性串扰问题,并提出一种基于波长错峰发射的串扰抑制结构。16DWDM×8TDM的OFH远程传输对比实验结果表明,经错峰后的100 km传输系统中,各波长光功率不均衡性相比未错峰前降低9.7 dB;受串扰影响最大的波长1和波长16对应OFH通道的相位噪声分别下降20.0 dB和10.5 dB,达到-97.0 dB和-96.5 dB的低噪声水平,由此验证了错峰光发射结构的有效性。该研究可为光纤水听器远程传输系统的光发射及链路设计提供重要参考。

摘要：光功率冗余不足及相位噪声增加是制约光纤水听器传输距离及探测性能的关键因素。基于光纤水听器全光模拟传输系统,建立远程放大相位噪声模型,设计大有效面积低损耗光纤组合传输链路,在100 km传输4波分×8时分复用系统中,远程放大引入的相位噪声仅为-98.1 dB@1 kHz(1 kHz为频率),优于常规单模光纤4.3 dB,模型的有效性得到了验证。将模型应用于150 km传输系统,对远程增益单元位置进行优化,获得了-93.2 dB@1 kHz的远程放大噪声性能。所提噪声模型及优化方法可应用于不带电中继的光纤水听器系统设计及研制中,对增大全光传输距离及提升远程探测性能具有重要意义。

摘要：阐述了光纤加速度计的工作原理,利用有限元方法得到光纤加速度计两弹性柱体外半径上节点的径向形变ΔR,并通过公式计算得出加速度灵敏度值39.69dB(0dB=1rad/g),最后依据仿真得到的结构材料参数,研制了光纤加速度计,并测得其加速度灵敏度为39.43dB,与仿真结果相差0.26dB,实验数据与仿真结果相吻合。研究结果表明,利用有限元方法对光纤加速度计加速度灵敏度性能进行仿真具有一定可行性,该研究对芯轴式推挽型光纤加速度计的结构设计和广泛应用具有重要的理论指导意义。

摘要：信号混叠是制约基于相位载波调制-解调的光纤水听器系统走向应用的一个关键问题。对信号混叠产生的机理进行了详细的理论分析和仿真,结果表明,提高光源调制频率和降低探头灵敏度都无法有效解决光纤水听器实际应用中遇到的高频干扰引起的混叠问题。基于声学滤波器原理,提出了一种新颖的声低通滤波解决方案。设计并加工制作了一种简单的声低通滤波光纤水听器,在驻波罐中对其声压灵敏度频响进行了测量。实验结果表明,该光纤水听器在测量频带上具有较好的声低通滤波特性,低频声压灵敏度约为-140 dB(0 dB=1 rad/μPa),高频衰减大于20 dB,对高频干扰有较强的抑制能力。该方案十分简单经济,能从根本上有效地解决相位载波调制-解调中的信号混叠问题。

摘要：由于湿端极简化,光纤光栅水听器系统中普遍存在的偏振诱导信号衰落和随机相位衰落等关键问题仅能采用复合型调制解调手段解决;光纤光栅的双向反射特性会引起传感通道间信号串扰增加等新问题。报道了一种光纤光栅水听器阵列,水下仅采用80个光纤光栅构成64基元水听器阵列。采用相位生成载波与偏振切换调制解调方案,系统本底相位噪声达到■,等效噪声压为36 dB@1 kHz。系统采用低反射率光纤光栅,结合8空分×2波分×8时分复用结构设计,系统的时分、空分和波分通道串扰均稳定在-40 dB以下。该研究为光纤光栅水听器的工程实用化提供了重要的实践探索。

摘要：研制了高性能的三维光纤矢量听水器,采用全保偏光纤结构消除偏振不稳定性影响、光频调制相位载波(PGC)技术消除随机相位漂移,实现了探测单元的全光化。优化结构设计,采用薄壁空心刚性圆柱结构作为弹性柱体,大大拓展了光纤矢量水听器的工作频带,同时保证了水听器探测灵敏度。经权威机构检测,该光纤矢量水听器的工作频带为20～2000Hz,加速度灵敏度为33dB,工作带宽内加速度灵敏度起伏小于1.4dB,1 000Hz处声压灵敏度为-155dB,具有良好的余弦指向性,指向性指数大于45dB,最大轴向不对称性小于0.4dB。