一種諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于諧振式光纖陀螺技術(shù)，涉及一種諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諧振式光纖陀螺集成了激光陀螺和干涉式光纖陀螺的優(yōu)點(diǎn)，能夠利用很短的光纖以及低成本實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航級(jí)以及更高級(jí)別性能。其測(cè)量功能的實(shí)現(xiàn)通過將窄線寬激光器頻率時(shí)刻鎖定至敏感光纖環(huán)的諧振頻率，而敏感光纖環(huán)的諧振頻率由載體轉(zhuǎn)速確定。諧振頻率跟蹤技術(shù)是諧振式光纖陀螺的核心技術(shù)之一，其跟蹤精度直接關(guān)系到諧振式光纖陀螺的精度。
[0003]如圖1所示，傳統(tǒng)的頻率跟蹤方法利用相位調(diào)制器對(duì)輸出光纖環(huán)的光束進(jìn)行頻率調(diào)制(通過相位調(diào)制實(shí)現(xiàn))，這使得諧振環(huán)輸出振蕩光強(qiáng)，該振蕩光束由光纖導(dǎo)入光纖探測(cè)器，探測(cè)器輸出信號(hào)進(jìn)入前處理電路以及相敏解調(diào)電路得到激光器頻率與光纖諧振環(huán)諧振頻率的差別，該差頻信號(hào)通過激光驅(qū)動(dòng)電路傳遞至激光器進(jìn)行頻率跟蹤。
[0004]背向散射噪聲時(shí)諧振式光纖陀螺的主要噪聲之一，背向散射噪聲的影響主要包括背散光波本身的影響和背散射光波與信號(hào)光波之間的相干光強(qiáng)的影響，需要采用抑制入射諧振腔光波載波分量的方法。然而載波抑制方法需要將相位調(diào)制器調(diào)制振幅限定在特定的工作點(diǎn)上，該要求聯(lián)合陀螺系統(tǒng)信噪比要求，調(diào)制/解調(diào)電路所給誤差信號(hào)只有幾百KHz。然而外部溫度改變導(dǎo)致諧振環(huán)諧振頻率漂移極大，達(dá)到幾十兆赫茲數(shù)量級(jí)，溫度抖動(dòng)產(chǎn)生光纖環(huán)諧振頻率漂移極有可能超出該范圍，導(dǎo)致諧振跟蹤電路失效。傳統(tǒng)的解決方法是控制陀螺操作環(huán)境、降低溫度抖動(dòng)，然而這樣會(huì)導(dǎo)致陀螺體積的龐大以及成本的提升。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是:提供了一種能夠有效提高諧振式光纖陀螺諧振跟蹤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，提升光纖陀螺環(huán)境適應(yīng)性的諧振頻率跟蹤系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)，其包括諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)，所述諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)分別與激光器的激光驅(qū)動(dòng)相連，且諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)具有一長(zhǎng)度以及連接關(guān)系與諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)內(nèi)光纖敏感環(huán)近似的參考諧振腔。
[0007]所述諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)由參考諧振腔和諧振跟蹤電路組成，其諧振跟蹤電路結(jié)構(gòu)與微調(diào)系統(tǒng)的諧振跟蹤電路結(jié)構(gòu)相同，也包括順次連接的PM模塊、振蕩器、相敏解調(diào)器、前處理電路以及光電二極管，所述參考諧振腔為一長(zhǎng)度與光纖敏感環(huán)基本相同的光纖環(huán)，其兩端分別與PM模塊及光電二極管連接。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型采用粗細(xì)兩路穩(wěn)頻的方法，在系統(tǒng)中引入?yún)⒖贾C振腔進(jìn)行光纖環(huán)諧振頻率的粗調(diào)，使得激光器與光纖環(huán)的頻率落入微調(diào)穩(wěn)頻電路的范圍，這樣在保證激光器不脫鎖的同時(shí)保證頻率鎖定精度。
【附圖說明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)光纖諧振環(huán)頻率跟蹤系統(tǒng)示意圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)示意圖，
[0011 ]其中，1-激光器，2-激光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，3-相位調(diào)制器，4-振蕩器，5-相敏解調(diào)系統(tǒng)，6-前放大電路，7-光電二極管，8-敏感光纖環(huán)，9-參考諧振腔。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0013]請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型諧振式光纖陀螺的光纖環(huán)諧振頻率跟蹤系統(tǒng)包括諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)。所述諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)由光纖敏感環(huán)和諧振跟蹤電路組成。其中，諧振跟蹤電路包括順次連接的PM模塊、振蕩器、相敏解調(diào)器、前處理電路以及光電二極管。PM模塊及光電二極管分別與光纖敏感環(huán)連接，同時(shí)，PM模塊連接激光輸出，用于對(duì)激光進(jìn)行相位調(diào)制，相敏解調(diào)器連接激光驅(qū)動(dòng)模塊，用于提供差頻信號(hào)對(duì)激光進(jìn)行控制。
[0014]所述諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)由參考諧振腔和諧振跟蹤電路組成。其諧振跟蹤電路結(jié)構(gòu)與微調(diào)系統(tǒng)的諧振跟蹤電路結(jié)構(gòu)相同，也包括順次連接的PM模塊、振蕩器、相敏解調(diào)器、前處理電路以及光電二極管。所述參考諧振腔為一長(zhǎng)度與光纖敏感環(huán)基本相同的光纖環(huán)，其兩端分別與PM模塊與光電二極管連接。
[0015]本實(shí)用新型諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)工作時(shí)，先由諧振腔跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)PM模塊對(duì)激光輸出進(jìn)行高頻調(diào)制，然后參考諧振腔對(duì)調(diào)制激光光束進(jìn)行鑒頻，由光電二極管、前處理電路及相敏解調(diào)器對(duì)鑒頻信號(hào)進(jìn)行處理后給出差頻信號(hào)，控制激光驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)激光頻率進(jìn)行粗調(diào)。
[0016]然后由諧振腔跟蹤微調(diào)系統(tǒng)的PM模塊對(duì)經(jīng)粗調(diào)后的激光輸出進(jìn)行高頻調(diào)制，然后光纖敏感環(huán)對(duì)調(diào)制激光光束進(jìn)行鑒頻，由光電二極管、前處理電路及相敏解調(diào)器對(duì)鑒頻信號(hào)進(jìn)行處理后給出差頻信號(hào)，控制激光驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)激光頻率進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖陀螺的諧振頻率高精度跟蹤。
[0017]由于沒有載波抑制條件的限制，諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)所用相位調(diào)制器調(diào)制頻率可以遠(yuǎn)大于微調(diào)系統(tǒng)，等效于對(duì)激光器進(jìn)行很寬范圍的頻率調(diào)制，擴(kuò)大諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍(約幾十兆赫茲)，在溫度變化惡劣的情況下也可以將激光器頻率與光纖敏感環(huán)頻差鎖定至諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)；諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)以粗調(diào)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以光纖敏感環(huán)為頻率跟蹤目標(biāo)，在載波抑制特征點(diǎn)上，對(duì)幾百KHz的頻率失諧進(jìn)行補(bǔ)償，在不脫鎖的情況下保證光纖環(huán)諧振頻率跟蹤精度。
[0018]相比于現(xiàn)有諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)，本實(shí)用新型動(dòng)態(tài)范圍大，能夠在惡劣的溫度環(huán)境下保證諧振環(huán)諧振跟蹤精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)，所述諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)分別與激光器的激光驅(qū)動(dòng)相連，且諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)具有一長(zhǎng)度以及連接關(guān)系與諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)內(nèi)光纖敏感環(huán)近似的參考諧振腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)由參考諧振腔和諧振跟蹤電路組成，其諧振跟蹤電路結(jié)構(gòu)與微調(diào)系統(tǒng)的諧振跟蹤電路結(jié)構(gòu)相同，也包括順次連接的PM模塊、振蕩器、相敏解調(diào)器、前處理電路以及光電二極管，所述參考諧振腔為一長(zhǎng)度與光纖敏感環(huán)基本相同的光纖環(huán)，其兩端分別與PM模塊及光電二極管連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于諧振式光纖陀螺技術(shù)，涉及一種諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)。所述諧振式光纖陀螺諧振頻率跟蹤系統(tǒng)包括諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)，所述諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)以及諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)分別與激光器的激光驅(qū)動(dòng)相連，且諧振跟蹤粗調(diào)系統(tǒng)具有一長(zhǎng)度以及連接關(guān)系與諧振跟蹤微調(diào)系統(tǒng)內(nèi)光纖敏感環(huán)近似的參考諧振腔。本實(shí)用新型采用粗細(xì)兩路穩(wěn)頻的方法，在系統(tǒng)中引入?yún)⒖贾C振腔進(jìn)行光纖環(huán)諧振頻率的粗調(diào)，使得激光器與光纖環(huán)的頻率落入微調(diào)穩(wěn)頻電路的范圍，這樣在保證激光器不脫鎖的同時(shí)保證頻率鎖定精度。
【IPC分類】G01C19/72
【公開號(hào)】CN205175412
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520962297
【發(fā)明人】雷興, 李俊, 胡強(qiáng), 聞茗萱, 傅鑫, 王珂
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)第六一八研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日