AFVISAR系统的优化设计及其分析

为解决传统VISAR在速度快速变化时容易丢失干涉条纹和系统结构复杂造成的实际应用成本压力等问题,使激光干涉测速技术在实际环境下更加简便易用,针对AFVISAR系统进行仿真分析,并结合实验平台进行相关优化改进,提出了一种基于1 550 nm波长单模光纤的双耦合改进型AFVISAR系统,该系统测量值与实际值其回归拟合关系系数R2值趋近1,其测速误差范围控制在1%以内.理论分析与实验结果均表明,改进型AFVISAR系统具有功耗小、插入损耗小、成本低、易于与其他光纤器件耦合或集成和易于计算机数据化修正处理等特点.

基于信息熵的自适应窗长STFT算法在AFVISAR中的应用

在用短时傅里叶变换(STFT)对全光纤速度干涉仪(AFVISAR)的输出信号进行瞬时频率估计时,由于窗长固定,频谱的时频分辨率不能根据信号特点而改变。为了解决这个问题,提出一种基于最小信息熵准则的自适应窗长STFT算法。仿真结果表明,该算法可以根据信号特征有效地解决时间分辨率和频率分辨率之间的折衷,提高瞬时频率估计的准确性。

光纤耦合器与速度干涉仪的灵敏度

通过改进光纤定向耦合器的结构,可以显著提高光纤速度干涉仪的灵敏度。该文从熔融拉锥型光纤定向耦合器的数学模型出发进行研究,详细分析了2×2和3×3型光纤定向耦合器在全光纤速度干涉仪(AFVISAR)中的具体作用,并对此两种结构的光纤速度干涉仪的性能(主要是灵敏度)的优劣进行了对比分析,表现出3×3型光纤定向耦合器构成的两端探测系统的优越性。最后提出采用N×N型光纤定向耦合器可能带来的光纤速度干涉仪性能的提高和适用局限性。

一种路径消扰型全光纤速度干涉仪

在使用全光纤速度干涉仪测速时,由光纤传输路径引入的环境噪声会影响速度测量的准确性.提出了一种路径消扰型全光纤速度干涉仪.构建了两个具有完全对称光路结构的传感子系统,其中一个子系统采用传统全光纤速度干涉仪的结构,记录自由面运动和噪声的叠加信号;另一个子系统用于记录噪声信号.同一振动扰动在两子系统中引起的相位移动相同,通过对两子系统测量得到的相位信号做处理,可以实时修正由噪声造成的相位偏差.实验结果表明,该路径消扰型全光纤速度干涉仪能很好地抑制宽频噪声和固定频率噪声对测速结果的干扰.系统对固定频率噪声的抑制能力达30dB,抗干扰能力明显提升,速度测量的准确性得到了提高.