光纖周界系統(tǒng)具有抗電磁干擾能力強、傳感距離長、靈敏度高和全分布式等優(yōu)點,在民航機場周界安防中具有重要的應用前景。該系統(tǒng)工作環(huán)境復雜,擾動入侵類型多變,傳統(tǒng)的光纖周界系統(tǒng)還存在誤報率高和無法同時具備優(yōu)秀的識別、定位性能等問題,不能較好的滿足機場對周界系統(tǒng)的性能要求。針對這一問題,本文設計了Mach-Zehnder和Φ-OTDR聯(lián)合光纖周界系統(tǒng),使光纖周界系統(tǒng)同時具備優(yōu)秀的識別和定位性能,并進一步研究聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)的信號處理方法,提高聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)的應用性能。論文主要做了以下幾個方面的研究工作:1.在分析傳統(tǒng)光纖周界系統(tǒng)優(yōu)缺點的基礎之上,提出Mach-Zehnder和Φ-OTDR聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)的總體設計方案并構建聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)的理論模型。根據(jù)機場周界對光纖周界系統(tǒng)的性能要求,完成聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)關鍵器件的選型及聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)的搭建。2.針對聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)中Φ-OTDR子系統(tǒng)信噪比過低的問題,研究了一種基于改進變分模態(tài)分解的去噪方法。采用聯(lián)合光纖周界系統(tǒng)的實測信號進行實驗驗證,結果表明該方法能夠有效去除噪聲,與傳統(tǒng)的經(jīng)驗模態(tài)分解-獨立成分分析和模擬退火-變分模態(tài)分解方法相比,信噪... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光器實物圖

中國民航大學碩士學位論文27表3.2激光器主要性能參數(shù)表（續(xù)）參數(shù)最小值最大值偏振消光比/dB22調(diào)制帶寬/kHzDC100相對強度噪聲dB/Hz-1403．光隔離器聯(lián)合系統(tǒng)光源發(fā)出的探測光在光纖中傳輸時會產(chǎn)生后向散射光，若不對產(chǎn)生的后向散射光進行處理，使其進入到激光器中，會導致激光器輸出不穩(wěn)定，進一步影響聯(lián)合系統(tǒng)的探測性能。因此本系統(tǒng)將保偏光隔離器安裝在光源和探測光路之間，在保證激光器穩(wěn)定輸出的同時阻止產(chǎn)生的后向散射光對激光器性能的影響。光隔離器實物如圖3-3所示，其具體參數(shù)如表3.3所示。圖3-3光隔離器實物圖表3.3光隔離器性能參數(shù)表參數(shù)指標中心波長/nm1550最小隔離度/dB45最大輸入光功率/mW300最大偏振相關損耗/dB0.02最大插入損耗/dB0.53最大偏振色散模/ps≤0.054．光纖耦合器光纖耦合器在聯(lián)合系統(tǒng)中主要作為光合束器和光分束器，以實現(xiàn)光纖中的光按照比例定向傳輸、相干干涉以及波分復用。由聯(lián)合系統(tǒng)的理論模型可知，本系統(tǒng)選用1*N和

中國民航大學碩士學位論文29的影響[56]。光調(diào)制器的另一個性能參數(shù)脈沖寬度是系統(tǒng)探測空間分辨率的決定因素之一，系統(tǒng)空間分辨率1Z與注入光脈沖脈寬1T的關系表示為：1112ecZTn(3.3)其中，1c為真空中的光速；en為光纖折射率。若想聯(lián)合系統(tǒng)達到5m的探測空間分辨率，需要50ns脈寬的脈沖光。綜上所述，選用GOOCH&Housego公司T-M080-0.4C2J-3-F2S型的聲光調(diào)制器作為本系統(tǒng)的光調(diào)制器，其實物圖如圖3-5所示，其性能參數(shù)如表3.5所示。圖3-5聲光調(diào)制器實物圖表3.5聲光調(diào)制器性能參數(shù)表參數(shù)最小值最大值中心波長/nm15301565輸入功率/W1消光比/dB50調(diào)制脈寬/ns10峰值功率/kW1隔離度/dB2頻移/MHz80偏振相關損耗/dB0.26．光纖放大器-OTDR子系統(tǒng)的探測光在經(jīng)過光調(diào)制器、各個光纖連接器件和在光纖中進行傳輸時都會產(chǎn)生損耗，不僅會縮短聯(lián)合系統(tǒng)的探測距離，還會導致后向瑞利散射探測光的光功率和信噪比過低。若通過增大光源的輸出功率來達到增大探測光功率的目的，會導致

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本文編號：3580418