本文關(guān)鍵詞：基于粗時(shí)分大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)的研究

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【摘要】：光纖光柵傳感器應(yīng)用以來以它獨(dú)有的低耗能,可靠性強(qiáng),抗腐蝕,應(yīng)用范圍廣及抗電磁干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn),在各個(gè)領(lǐng)域倍受青睞,迅速成為傳感器界研究的熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,橋梁、隧道、油井探測(cè)等大型工程日益增多,對(duì)傳感器的要求也越發(fā)苛刻,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)檢測(cè)成為傳感器基本要求。光纖光柵傳感器具有易于組網(wǎng)的特性,且光信號(hào)在光纖傳輸過程中,在時(shí)域和頻域上有較為豐富的資源。本文設(shè)計(jì)一種基于粗時(shí)分的混合復(fù)用傳感網(wǎng)絡(luò),該系統(tǒng)具有監(jiān)測(cè)點(diǎn)復(fù)用數(shù)目多、系統(tǒng)穩(wěn)定、反射信號(hào)強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。首先,介紹了光纖光柵作為傳感器的基本原理和優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)分析了溫度傳感器與溫度傳感器的傳感原理。介紹了現(xiàn)有的光纖光柵傳感系統(tǒng),從復(fù)用、解調(diào)的方法,詳細(xì)闡述了單一復(fù)用形式與混合復(fù)用形式,重點(diǎn)分析了各傳感系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)和性能。其次,分別對(duì)時(shí)分復(fù)用(Time Division Multiplexing,TDM)和波分復(fù)用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)性能進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)一種基于粗時(shí)分的混合復(fù)用傳感系統(tǒng)。引入粗分與容差的概念,系統(tǒng)采用TDM與WDM混合復(fù)用的方式,使用光開關(guān)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用,然后通過波導(dǎo)陣列光柵(arrayed waveguide grating,AWG)進(jìn)行波分復(fù)用。樹狀結(jié)構(gòu)的時(shí)分復(fù)用減小以往線狀結(jié)構(gòu)的串?dāng)_,采用強(qiáng)反射光柵增大了信噪比,粗時(shí)分結(jié)構(gòu)降低了系統(tǒng)對(duì)信號(hào)源及光開關(guān)的要求。介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,重點(diǎn)系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。最后,采用Optisystem7.0仿真軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,采用控制變量的方法,將實(shí)驗(yàn)分為三組,證明了理論的可行性�？偨Y(jié)了系統(tǒng)的不足與改進(jìn)方法。
【關(guān)鍵詞】：光纖傳感 粗時(shí)分復(fù)用傳感網(wǎng) 陣列波導(dǎo)光柵 波分復(fù)用 時(shí)分復(fù)用 混合復(fù)用技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的意義與背景10-11
• 1.2 光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展11-13
• 1.2.1 光纖光柵的發(fā)展11-12
• 1.2.2 光纖光柵的優(yōu)勢(shì)12
• 1.2.3 光纖光柵傳感系統(tǒng)介紹12-13
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容與安排13-15
• 第2章 光纖光柵傳感系統(tǒng)理論基礎(chǔ)15-30
• 2.1 光纖光柵傳感器基本原理15-19
• 2.1.1 光纖光柵傳感原理15-16
• 2.1.2 應(yīng)力傳感模型16-18
• 2.1.3 溫度傳感模型18-19
• 2.2 光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)復(fù)用技術(shù)19-23
• 2.2.1 單一復(fù)用技術(shù)19-21
• 2.2.2 光纖光柵混合復(fù)用技術(shù)21-22
• 2.2.3 光纖傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)技術(shù)23-28
• 2.3.1 濾波解調(diào)法24-26
• 2.3.2 干涉解調(diào)法26-27
• 2.3.3 可調(diào)諧光源解調(diào)法27-28
• 2.3.4 陣列波導(dǎo)光柵(AWG)解調(diào)法28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 粗時(shí)分復(fù)用的大容量傳感系統(tǒng)30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 WDM/TDM性能分析30-34
• 3.2.1 TDM性能分析30-33
• 3.2.2 WDM性能分析33-34
• 3.3 粗時(shí)分復(fù)用大容量傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-36
• 3.4 粗分復(fù)用傳感系統(tǒng)的組成36-40
• 3.4.1 光源模塊36-37
• 3.4.2 光開關(guān)模塊37-38
• 3.4.3 AWG解調(diào)系統(tǒng)模塊38-40
• 3.5 系統(tǒng)性能分析40-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于粗時(shí)分大容量傳感系統(tǒng)仿真44-57
• 4.1 系統(tǒng)的仿真44-49
• 4.1.1 OptiSystem 7.0 介紹44-45
• 4.1.2 系統(tǒng)的仿真45-49
• 4.2 仿真結(jié)果與分析49-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果63-64
• 致謝64

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