光纤陀螺惯性测量单元的设计与实现

本文介绍采用全数字闭环光纤陀螺组成的惯性测量单元的实现方法,采用DSP作为中央处理单元,完成三轴组合的时序控制、数字解调、滤波算法、波形合成及数据传输,并对三轴陀螺进行了全面的性能测试,测试结果表明惯性测量单元中每个陀螺零漂均小于0.5°/h,标度因数线性度＜200 ppm,达到了预期的设计要求.     

光纤陀螺捷联系统标定测试软件的设计与开发

基于 windows 平台,采用 VC 6.0 开发了光纤陀螺捷联惯组标定测试软件,着重阐述了该软件的设计思想和关键技术的实现。该软件实现了对光纤陀螺捷联组合误差系数的标定与测试,为光纤陀螺捷联系统标定测试提供了方便,具有很强的工程实用价值。     

SpaceWire冗余网络故障检测恢复技术实现

为提高SapceWire网络可靠性,基于SpaceWire-D提出了一种应用于SpaceWire冗余网络的故障检测恢复技术。网络节点通过比较主、备份端口收到的时间码来判断链路故障状态,在确认主链路发生故障后,节点自动启用备份端口工作。通过引入时间码抖动容限参数,提高了节点对故障判断的准确性,避免了故障误判。测试结果表明,即使故障链路未与节点直接连接,节点也能够在一个时间槽长度内检测到链路故障并自动切换至备份链路。此技术保证了网络故障情况下的数据正确传输,提高了SpaceWire网络的可靠性,是一种稳定可靠的故障检测恢复技术。     

光纤陀螺中的数字锁相放大器设计

提出了一种用于光纤陀螺信号检测的数字锁相放大器的设计方法.介绍了光纤陀螺信号检测技术的理论依据-相关检测,并针对数字闭环光纤陀螺的信号特点,对信号检测进行了分析.以此为依据,设计了数字锁相放大器,其中包括信号通道、参考通道以及相关器的设计,并分析了采用相关检测的信噪比改善,作了相应的实验.实验结果表明设计的检测电路能够满足高精度光纤陀螺信号检测的要求,被测陀螺达到了0.03 (°)/h的指标.     

空间干涉式MOEMS陀螺的实验研究

提出一种基于微镜构成的空间螺旋光路的干涉式MOEMS陀螺,并对其进行了原理验证实验研究。此种光路结构中光束在自由空间传播,可减少损耗;无耦合问题,无背向散射;无运动部件,并且可利用微光机电工艺进行加工。在理论分析的基础上,通过实验设计,利用锁相放大器等对处于一定转速转台上陀螺的输出信号进行检测,得到的转台转速与实际转速比较结果非常接近,实现了陀螺的Sagnac效应原理验证,零漂8.16(°)/h。     

全光纤周界安全防范系统

采用光纤振动传感技术研制了应用于国境线的光纤周界安全防范系统。通过对其进行入侵者翻越周界围栏的入侵探测实验,结果表明,它可有效地敏感由入侵行为产生的振动。通过对振动进行分析表明,翻越围栏的行为会产生非平稳随机信号,该信号存在多个幅度峰值,且频率都集中在500Hz以下的低频,为自动识别算法的开发提供了设计依据。实验环境中风力会产生300Hz以下的低频背景噪声,会增加识别的难度。     

偏光干涉对光纤陀螺性能的影响

从光纤陀螺光学系统缺陷角度,研究了由于光纤陀螺保偏光纤融接误差及光学器件的不完善引起的偏光干涉效应,理论分析并实验研究了偏光干涉效应对传输光谱的影响及其对光纤陀螺性能的影响。研究表明,在当前的技术条件下,偏光干涉效应对光纤陀螺的标度因数影响可以忽略,偏光干涉不影响一般意义下的光源相干长度,但是却导致光源相干特性的变化,反应在相干图上出现了多个干涉衬比度峰值,这会降低宽谱光源的短相干长度特性给光纤陀螺带来的好处,由此也说明不能仅由相干长度这一个参量描述光源的相干特性。     

非理想闭环光纤陀螺零偏与光功率的关系

理论分析了非理想工作状态下闭环光纤陀螺的输出与探测光功率的关系.实验研究了探测光功率发生变化时,由电路误差导致的闭环光纤陀螺附加零偏的变化特性,明确指出了两者之间的关系.探讨了光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,指出在作者实验室目前的技术条件下,观察不到由光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,但不能肯定光路缺陷导致的附加零偏与光功率一定无关.     

掺铒光纤超荧光光源平均波长温度稳定性实验研究

研究了掺铒光纤超荧光光源平均波长温度稳定性与光源结构和泵浦功率的关系,分析了不同结构和泵浦功率情况下平均波长随温度变化的原因.通过改变光源的结构和泵浦功率,改善了光源的输出光谱形状和吸收发射特性,从而改善了平均波长的温度稳定性.满足一定参量条件的双程后向结构光源,平均波长全温稳定性可达到1 ppm/℃,比目前实测的10 ppm/℃高将近10倍,且输出功率高而稳定.     

军用车载光纤数据总线的拓扑研究

研究和量化了拓扑和访问耦合器对光纤网络物理性能的影响。针对双总线形、星形、环形和双环形四种光纤网络拓扑,比较它们的光纤需求长度、平均传播延迟、传输衰减、最大比特率及容错。结果表明:在100个节点情况下,星形拓扑需要的光纤长度是双环形的3.8倍,而双环形的平均传播延迟是星形的3.3倍;双总线形的传输衰减最大,在10个节点情况下,要求接收器的动态灵敏度达24dB;假设使用垂直腔面激光器和渐变折射率多模光纤,使用容错耦合器导致最大比特率性能降低,双总线形和星形的最大比特率与节点数相关。这些结果可为选择光纤数据总线拓扑和访问耦合器提供参考。