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干涉型光纤水听器信号解调算法研究进展

梁楸岷 王敏 王文侠 王珂 郑慧峰

梁楸岷,王敏,王文侠,等. 干涉型光纤水听器信号解调算法研究进展[J]. 计量科学与技术,2023, 67(11): 17-23, 78 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0293
引用本文: 梁楸岷,王敏,王文侠,等. 干涉型光纤水听器信号解调算法研究进展[J]. 计量科学与技术,2023, 67(11): 17-23, 78 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0293
LIANG Qiumin, WANG Min, WANG Wenxia, WANG Ke, ZHENG Huifeng. Research Progress on Interferometric Fiber Optic Hydrophone Signal Demodulation Algorithm[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(11): 17-23, 78. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0293
Citation: LIANG Qiumin, WANG Min, WANG Wenxia, WANG Ke, ZHENG Huifeng. Research Progress on Interferometric Fiber Optic Hydrophone Signal Demodulation Algorithm[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(11): 17-23, 78. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0293

干涉型光纤水听器信号解调算法研究进展

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0293
基金项目: 国家重点研发计划(2022YFF0607503);中央科研院所基本科研业务费项目(AKYTC1601、AKYZD2004-2、AKYCX2210)。
详细信息
    作者简介:

    梁楸岷(2000-),中国计量大学在读研究生,研究方向:水声计量、光纤水听器信号处理,邮箱:qiumin_liang@163.com

    通讯作者:

    王敏(1987-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:水声计量、声学信号处理,邮箱:wangmin@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TB95

Research Progress on Interferometric Fiber Optic Hydrophone Signal Demodulation Algorithm

  • 摘要: 干涉型光纤水听器作为一种新型水听器,与传统水听器相比具有诸多优点,能否精准获取水下声信号与所采用的解调算法密切相关。简要介绍了干涉型光纤水听器的结构及工作原理,重点对干涉型光纤水听器基于相位生成载波(Phase Generated Carrier)以及3×3耦合器解调算法的原理和进展进行了分析对比,阐述了主要解调算法的特点和相对优劣之处,并给出未来可能的研究方向。
  • 图  1  Michelson型光纤水听器

    Figure  1.  Michelson-type fiber-optic hydrophone

    图  2  传统PGC解调算法

    Figure  2.  Traditional PGC demodulation algorithm

    图  3  PGC-SDD-DSM解调算法

    Figure  3.  PGC-SDD-DSM demodulation algorithm

    图  4  $ \boldsymbol{S}_{1}, \boldsymbol{S}_{2} $形成的椭圆拟合图像

    Figure  4.  Ellipse-fitting image formed by $ \boldsymbol{S}_{1} $ and $ S_{2} $

    图  5  Michelson型3×3耦合器光纤水听器

    Figure  5.  Michelson-type 3×3 coupler fiber optic hydrophone

    图  6  基于3×3耦合器解调算法

    Figure  6.  Demodulation algorithm based on the 3×3 coupler

    图  7  3×3耦合器任意两路输出信号形成的椭圆图

    Figure  7.  Ellipse diagram formed by any two output signals of the 3×3 coupler

    图  8  解调输出信号时域图

    Figure  8.  Time domain diagram of the demodulated output signal

    表  1  6种PGC解调算法性能比较

    Table  1.   Comparison of six PGC demodulation algorithms

    解调算法调制深度(C光强干扰
    PGC-DCM敏感敏感
    PGC-Arctan敏感不敏感
    PGC-Arctan-DSM不敏感不敏感
    PGC-SDD敏感不敏感
    PGC-SDD-DSM不敏感不敏感
    PGC椭圆拟合算法不敏感不敏感
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-20
  • 录用日期:  2023-12-08
  • 修回日期:  2023-12-09
  • 网络出版日期:  2023-12-15
  • 刊出日期:  2023-11-18

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