相位干涉型光纖檢波器因其高靈敏度、低頻帶響應(yīng)平坦、便于復(fù)用組網(wǎng)等特點(diǎn)，為海上油氣地震勘探采集裝備提供了新的技術(shù)途徑。本文結(jié)合“十一五”海洋863子課題“光纖檢波器地震拖纜研制”項(xiàng)目，針對直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器的下置濕端式光纖檢波器集成化解調(diào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，深入分析系統(tǒng)總諧波失真、噪聲本底、可解調(diào)寬頻瞬態(tài)信號能力等重要性能指標(biāo)可以達(dá)到的理論極限與優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案。論文主要內(nèi)容包括： 1.針對直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器光頻及其伴生調(diào)幅不同步問題，基于Michelson光纖干涉儀的光學(xué)零差法搭建測試系統(tǒng)，測得伴生調(diào)幅與調(diào)頻之間的相位差參數(shù)，對以往伴生調(diào)幅PGC(Phase Generated Carrier)干涉信號模型作出重要修正，分析該參數(shù)對PGC解調(diào)的影響及作用，提出了相應(yīng)的解調(diào)補(bǔ)償方案。 2.為獲得解調(diào)的低諧波失真和高穩(wěn)定性，基于改進(jìn)的伴生調(diào)幅PGC模型，對干涉信號載波的一次和二次諧波進(jìn)行檢波并求取比值，給出查找表實(shí)現(xiàn)解調(diào)的算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。結(jié)合該算法用于陣列信號解調(diào)，分析解調(diào)諧波失真指標(biāo)對多路參數(shù)容差的要求，基于全微分方程得到解調(diào)誤差與參數(shù)偏差間解析關(guān)系。對比查找表解調(diào)，采用CORDIC (Coo...

【文章頁數(shù)】：181 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 海上油氣地震勘探背景與研制物探采集裝備的意義
    1.2 光纖水聽器及其關(guān)鍵技術(shù)
    1.3 光纖檢波器海上采集裝備相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展
    1.4 本課題研究任務(wù)特點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)分析
    1.5 論文主要研究工作及全文結(jié)構(gòu)安排
    1.6 本章小結(jié)
第二章 基于伴生調(diào)幅模型的低諧波失真PGC解調(diào)
    2.1 光頻調(diào)制與伴生調(diào)幅相位關(guān)系
        2.1.1 調(diào)幅調(diào)頻相位差對解調(diào)的影響
        2.1.2 調(diào)幅調(diào)頻相位差測試方法
        2.1.3 調(diào)幅調(diào)頻相位差的實(shí)驗(yàn)測試
        2.1.4 激光器工作點(diǎn)對解調(diào)系統(tǒng)諧波失真影響實(shí)驗(yàn)測試
    2.2 伴生調(diào)幅模型查找表解調(diào)
        2.2.1 查找表解調(diào)方案
        2.2.2 查找表解調(diào)實(shí)現(xiàn)
        2.2.3 解調(diào)算法抗直流光強(qiáng)變化實(shí)驗(yàn)測試
        2.2.4 解調(diào)系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)測試
    2.3 伴生調(diào)幅模型參數(shù)偏差對解調(diào)性能影響
        2.3.1 解調(diào)偏差與參數(shù)偏差關(guān)系
        2.3.2 參數(shù)偏差對解調(diào)失真影響
        2.3.3 解調(diào)失真與參數(shù)偏差關(guān)系實(shí)驗(yàn)
    2.4 解調(diào)模型多通道參數(shù)不一致優(yōu)化
        2.4.1 CORDIC 方法解調(diào)伴生調(diào)幅模型
        2.4.2 CORDIC 方法解調(diào)伴生調(diào)幅信號的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 伴生調(diào)幅解調(diào)系統(tǒng)噪聲本底
    3.1 直調(diào)半導(dǎo)體激光器的非平衡光纖干涉系統(tǒng)噪聲
        3.1.1 噪聲分類
        3.1.2 噪聲傳遞
        3.1.3 加性電路噪聲傳遞
        3.1.4 相位噪聲傳遞
        3.1.5 光強(qiáng)噪聲傳遞
    3.2 噪聲傳遞仿真驗(yàn)證
        3.2.1 加性電路噪聲傳遞仿真驗(yàn)證
        3.2.2 相位噪聲傳遞仿真驗(yàn)證
        3.2.3 相對光強(qiáng)噪聲傳遞仿真驗(yàn)證
        3.2.4 系統(tǒng)噪聲綜合傳遞仿真驗(yàn)證
    3.3 噪聲測試
        3.3.1 直調(diào) DFB-LD 激光器附加噪聲測試
        3.3.2 實(shí)際解調(diào)系統(tǒng)噪聲測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PGC解調(diào)模型的參數(shù)估計(jì)精確度
    4.1 參數(shù)估計(jì)誤差對解調(diào)的影響
        4.1.1 理論分析
        4.1.2 仿真驗(yàn)證
    4.2 PGC 解調(diào)模型參數(shù)估計(jì)方法
        4.2.1 解調(diào)算法參數(shù)與橢圓參數(shù)相互關(guān)系
        4.2.2 基于最小二乘的幾種橢圓參數(shù)估計(jì)方法
    4.3 數(shù)字低通濾波器對參數(shù)估計(jì)精確度影響
    4.4 系統(tǒng)噪聲對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.4.1 相位噪聲對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.4.2 相對光強(qiáng)噪聲對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.4.3 電路噪聲對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.4.4 系統(tǒng)噪聲綜合對參數(shù)估計(jì)精確度影響
    4.5 相位調(diào)制信號幅值對參數(shù)估計(jì)精確度影響
    4.6 干涉信號質(zhì)量對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.6.1 干涉信號截底失真對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.6.2 系統(tǒng)光強(qiáng)波動對參數(shù)估計(jì)精確度影響
        4.6.3 干涉信號可見度波動對參數(shù)估計(jì)精確度影響
    4.7 本章小結(jié)
第五章 PGC解調(diào)系統(tǒng)可承受信號能力
    5.1 調(diào)相帶寬估計(jì)理論
    5.2 常見信號的 PGC 調(diào)相帶寬估計(jì)與解調(diào)評價(jià)
        5.2.1 單頻周期信號
        5.2.2 多頻周期信號
        5.2.3 線性調(diào)頻信號
        5.2.5 海上地震勘探槍陣震源直達(dá)波
        5.2.6 激振力模擬沖激信號
        5.2.7 自由場靈敏度校準(zhǔn)脈沖調(diào)制單頻信號
    5.3 本章小結(jié)
第六章 300米48基元光纖檢波器成纜設(shè)計(jì)與拖纜海試
    6.1 海上拖纜系統(tǒng)與解調(diào)系統(tǒng)軟硬件組成
        6.1.1 海上拖纜系統(tǒng)組成
        6.1.2 光纖檢波器調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)軟硬件組成
    6.2 光纖檢波器集成化系統(tǒng)成纜設(shè)計(jì)與聯(lián)調(diào)測試
        6.2.1 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)
        6.2.2 參數(shù)測試與分選
        6.2.3 光纖檢波器系統(tǒng)成纜
    6.3 光纖檢波器陣列拖纜海上試驗(yàn)
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3804611