一、基于PGC解调方案的时分复用光纤传感器阵列采样频率的研究（论文文献综述）
庞彦东[1]（2020）在《基于拉丝塔光栅阵列的超细线光纤水听器关键技术研究》文中进行了进一步梳理光纤水听器由于抗电磁干扰、易于复用、灵敏度较高、远距离传输等优势得到了世界范围内的广泛研究。近年来,随着水下目标减振降噪技术的不断发展,声呐对于20～30 k Hz水下声波探测距离被不断压缩,因此相干性高、传播距离远的低频声波探测成为最新的研究方向;另一方面探测装备不断往轻量化、大航程方向发展,超细线水听器由于占用空间小,便于搭载于小型化平台多基元复用实现水声探测。综上所述,开发针对低频段水声探测的高灵敏度、超细缆径、大规模复用的光纤水听器是未来的发展趋势。传统的光纤水听器基于多个独立的光纤单元构建,通过熔接、并联等方式组装分立传感单元进而实现复用,由于元件众多、结构复杂,极大地增加了工作量与复用难度,因此寻找一种简单可靠、复用数量较大,但阵列无焊点的解决方案是大规模、超细线、高稳定、高灵敏度光纤水听器阵列走向实用必须解决的问题。研究具备上述特征的光纤水听器阵列技术有着非常重要的意义与广阔应用前景。为满足光纤水听器阵列的大规模、小型化、高稳定、高灵敏度实际应用需求,本文研究了一种基于拉丝塔光栅阵列的超细线光纤水听器,针对系统涉及到的关键技术进行探索,主要内容如下:（1）拉丝塔光栅水听器阵列的原理分析。针对光纤水听器高灵敏度探测需求,采用拉丝塔光栅阵列作为光反射单元,并基于制备的弱反射光栅实现干涉测量,推导系统中光纤水声传感机理。结合已有多相解调法、相位生成载波解调法推导干涉型水听器解调原理;同时对轴向长度增敏、径向涂敷增敏做理论与仿真验证。（2）基于参考传感器的信号解调算法设计与优化。基于相位生成载波法中存在的问题,利用拉丝塔光栅阵列一致性良好的特点设置参考传感器,设计了一种更简单、有效的信号解调方法,并进一步结合该结构完成自适应噪声抑制及信号优化。通过理论计算、仿真分析、实验测试分析解调效果,对噪声抑制、信号优化方法定量分析。利用压电陶瓷产生振动进行实验,结合时域结果、解调线性度、信噪比分析初步完成算法验证,并在载频漂移、调制深度等方面与现有相位生成载波算法对比。基于参考传感器构建参考输入,实现光路自适应噪声优化。最后对光路中的非理想器件造成的算法误差进行参数拟合,完成解调信号优化。（3）拉丝塔光栅水听器阵列一体化增敏成缆方法实现。针对初期制备的拉丝塔光栅阵列进行串扰理论及性能分析,随后基于轴向、径向理论进行初期单基元增敏试验,摸索合适的工艺参数,确定最佳参数后进行一体化涂敷增敏成缆,最后对水听器阵列样品做前后对比。验证光纤水听器声压灵敏度随着腔长变化、径向涂敷的增敏规律。与此同时,对成缆前后的波长、反射率、阵型等因素进行对比分析,证明一体化涂敷成缆工艺是否满足制备性能良好的超细线拉丝塔光栅水听器阵列需求。（4）拉丝塔光栅水听器阵列水下实验研究。对拉丝塔光栅干涉型水听器中影响灵敏度校准的因素进行分析,确定最佳声压场测量方案。设计水下试验,利用信纳比、总谐波失真参数与现有相位生成载波算法对比,同时利用制备的光缆进行时域信号测试,验证所制备水听器光缆的增敏效果。最后对所制备的256基元水听器阵列解调结果、等效噪声压测试,证明拉丝塔光纤水听器低频探测时的实际应用能力。
代欣学[2]（2020）在《干涉型光纤水听器信号解调技术研究》文中认为从上个世纪70年代末至今,光纤技术飞速发展,以光纤通信技术和光纤传感技术为基础研制出来的光纤水听器获得了巨大发展,其被广泛应用在海洋资源勘探和海洋国土防御等方面。以光纤干涉技术为基础的干涉型光纤水听器检测灵敏度高,动态范围大,应用前景广阔。干涉型光纤水听器之所以能够准确恢复水声信号,其关键在于高效的信号解调算法,目前较为成熟的解调算法主要包括基于相位载波生成的微分交叉相乘法（PGC-DCM）和反正切法（PGC-ATAN）、基于3×3耦合器的对称解调法（3×3-NPS）和反正切法（3×3-ATAN）,根据文献可知,这些算法的解调效果容易受到载波调制深度、光强扰动、耦合器相位差偏移等因素影响较大,因此,需要对这些因素进行分析,并在此基础上改进解调算法,提高解调算法的解调效果。本论文从PGC法和3×3耦合器法出发,推导解调结果表达式,分析影响因素,改进解调算法,降低耦合器相位差偏差等对解调算法的影响。本论文的主要研究内容如下:首先,通过查阅文献,掌握干涉型光纤水听器的工作原理及国内外研究现状。推导了基于相位载波生成的DCM法和ATAN法的解调结果,分析了载波调制深度和光强波动对解调结果的影响,得到了最佳的载波调制深度。推导了基于3×3耦合器的NPS法和ATAN法的解调结果,分析了解调大幅度信号时反正切法的相位扩展情况。然后,通过对干涉信号分别采用归一化非对称微分相除处理、归一化平方相减处理,得到了两种改进的基于3×3耦合器的解调算法,并利用MATLAB分析了耦合器相位差偏移、待测单频信号幅度及频率、系统采样率等对解调结果的影响,仿真结果表明,当传感信号为小信号,且3×3耦合器相位差偏移在一度以内时,这两种改进的算法均具有较好的解调效果。此外,利用LABVIEW搭建了解调算法,对现有实验数据进行解调,解调结果表明,两种改进的算法解调效果良好。最后,利用QUARTUS II完成了基于非对称微分相除解调算法的软件初步设计,主要包括分频模块、乘除法模块、加减法模块、微分模块、积分模块、FIR高通滤波器模块。另外,为便于算法的仿真及验证,利用直接数字式频率合成技术,设计了干涉信号生成模块。通过MODELSIM软件进行了RTL级仿真,得到各模块输入值与输出值,验证了各模块的功能,为解调算法的数字化方案开发奠定了基础。本论文的主要创新点:通过非对称微分相除算法和平方相减算法,得到了两种改进的基于3×3耦合器的相位解调方法。这两种方法通过对输入信号进行归一化处理,避免了输入通道间的幅度一致性问题;从原理上看,相比于NPS算法,这两种算法只需要利用3×3耦合器3路输出中的2路信号即可完成相位解调,算法结构简单;从解调性能来看,当3×3耦合器相位差存在一度的微小偏移时,两种改进算法的解调性能均略强于反正切算法。
李世丽[3]（2020）在《微震监测用光纤加速度传感器研究》文中进行了进一步梳理随着煤矿等能源开采深度增加和深埋隧道的掘进,高瓦斯压力、高地应力现象愈加明显,以煤矿煤与瓦斯突出、隧道冲击地压为主的动力灾害时有发生,造成重大的人员伤亡和经济损失。这些灾害的孕育与发生包含岩体从微尺度、小尺度、中尺度到大尺度破裂全过程,同时伴随着大量的微震活动,对微震活动的有效监测有望实现对动力灾害的预测预警。研究和实践表明,微震监测技术已经成为岩体破裂监测最有效的方式之一。目前,传统电学微震监测设备已得到广泛应用,但仍存在前端需供电、易受电磁干扰问题,在煤矿等易燃易爆环境中使用有诸多限制。将干涉型光纤传感器引入到微震监测中,具有本质安全、高灵敏、宽频带、大动态等独特优势,具有良好应用前景。本论文基于干涉型光纤传感原理,研制了膜片式、顺变柱体型两种结构的微震监测用光纤加速度传感器,探索了法布里珀罗加速度传感器的动态光谱解调技术,设计并构建了8通道高灵敏光纤微震监测系统,在淮南矿业集团煤业公司潘二矿12123底抽巷开展了微震监测现场试验。主要研究内容如下:1、利用MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）微纳加工工艺制备铝-聚酰亚胺-铝复合膜,其厚度可精密控制在纳米量级,同时通过刻蚀预留中间硅基部分作为惯性质量块,形成复合膜-质量块一体化结构;将复合膜与法布里珀罗干涉仪结合,制作了三个直径为10 mm的同参数加速度传感器,对加速度分辨率、频响特性、耐高温等综合性能进行测试,并进行应力分析,实验结果与理论分析一致,且具有良好的一致性,可为光纤加速度传感器小型化、批量生产提供理论指导。2、提出将动态光谱解调技术应用于法布里珀罗加速度传感系统中,研究了动态光谱与加速度频率、振幅之间关系,实现了对振动信号幅度的解调,灵敏度为17 mW/g;对动态光谱自拟合差分恢复出振动时域信号,通过MATLAB数值模拟和实验分析验证了这种算法的可行性,最后分析了动态光谱解调技术的频率检测极限。3、提出阻尼可调的非对称顺变柱体光纤加速度传感器,首次分析加速度传感器封装外壳底部厚度、壁厚、高度等几何尺寸对其性能的影响,并进行ANSYS有限元模态分析和实验验证;对传感单元参数优化和预应力分析,研制8个适用于煤与瓦斯突出微震监测的光纤加速度传感器,灵敏度为350 rad/g,频带宽度为20 Hz-1.9 kHz;重点研究了金属波纹片、弹簧、聚合物等不同材料阻尼器对系统阻尼的影响,通过阻尼机构设计可调节加速度传感器的灵敏度与谐振频率,研制频带宽度达10 kHz的宽频响探头,为光纤微震监测系统在金属矿等硬岩环境中应用提供有效方案。4、基于空分复用技术搭建了8通道高灵敏光纤微震监测系统,系统最小可检测加速度为0.15μg/Hz1/2,动态范围116 dB,工作频带20 Hz1.9 kHz,各通道具有良好的一致性;对系统进行工程化应用设计,在淮南矿业集团煤业公司潘二矿12123底抽巷进行微震现场试验,对获取的敲击、爆破、微震等有效信号进行分析及初步定位,验证了光纤微震监测系统的可行性。本论文的研究为深部高瓦斯矿井煤与瓦斯突出、隧道岩爆等动力灾害的预测预报和防治提供关键支撑,对采矿、岩石力学与工程学科的发展也将起到积极推动作用。
钱心磊[4]（2020）在《分布式光纤振动传感系统的信号处理研究》文中进行了进一步梳理分布式光纤传感器,即使用光纤作为传感介质,用于静态应变,温度,压力和动态振动测量,其抗电磁干扰,耐腐蚀,电绝缘性,安全性高,良好的隐蔽性,低成本等特点,已证明优于其他现有类型的传感器,因此对各种实际应用场景显现出相当大的潜力。在各种光纤传感器中,基于相位敏感光时域反射计Φ-OTDR（Phase Optical Time-Domain Reflectormeter）的传感器系统由于其高灵敏度,大动态范围,完全分布,作为动态振动传感器引起了更多的关注。为实现更好的传感系统性能,本文开展了基于相位敏感光时域反射计的信号处理和实际工程运用的研究,对分布式光纤传感中的OTDR（Optical Time-Domain Reflectormeter）和干涉仪技术进行原理和应用方面的介绍,并重点分析了相位解调型Φ-OTDR技术原理和系统主要性能指标。相位载波解调PGC（Phase Generated Carrier）技术和3×3耦合器解调技术的特点及解调性能进行分析和比较,并提出一种新型的解调结构,结合PGC解调算法和3×3耦合器解决了PGC解调技术中因光传输延迟导致载波信号和扰动信号之间产生时间延迟的问题。同时,为了进一步提高系统信噪比与稳定性,比较了在有时延条件下,微分交叉DCM（Differential and Cross Multiplying）算法和反正切Atan（Arctangent）算法对该新型结构和传统结构解调效果影响,并分析了时延和不同线宽激光器对解调的影响。结果表明,新型干涉解调结构结合反正切解调算法有更好的解调准确度和稳定性且不受时延影响;相比1MHz线宽激光器,3k Hz线宽激光器能得到更高的信噪比。另外,分析Φ-OTDR传感系统中主要光学器件以及性能,并提出了一种全程敏感的Φ-OTDR传感结构,解决由于高功率激光脉冲的入射使得光电探测器产生饱和现象而导致光纤前端振动传感不敏感,且低功率又满足不了远距离检测需求的问题。实验结果表明,该新型传感结构可以在40km的传感距离内实现振动信号全程敏感。分析小波阈值去噪、小波能量谱提取特征算法和向量机分类算法三种信号处理方式,并提出利用这三种算法对Φ-OTDR传感系统采集到的三种现场施工振动事件信号进行预处理和特征提取分类。实验结果证明,结合本文提供的地下电缆入侵警告系统方案,分类平均准确率可达98.3%,并且该信号处理实验为后续的信号模式识别提供了参考,研究成果也加速了光纤传感在预警安防领域实用化的发展。
唐启永[5]（2019）在《基于匹配干涉的光纤水听器远程传输系统性能研究》文中认为匹配干涉光纤水听器结构简单、解调方案灵活,在远程大规模阵列方面具有明显优势。本文将匹配干涉阵列与远程传输系统相结合,通过光学结构改进及参数优化,有效提升了系统的综合性能。论文主要工作和创新点如下:1、分析了匹配干涉传感器在远程传输大规模阵列中的优势与不足,提出了将非平衡匹配干涉传感阵列与远程传输系统相结合的方案。通过PGC调制和PM调制,获得较好的远程传输噪声抑制效果,50km传输系统的相位噪声与短程系统基本相当,约-102d B@1k Hz。2、研究了匹配干涉结构和臂差对远程传输光路拾音噪声的影响,提出将PMDI与TDM近程匹配,该结构的微分作用减小了引入的噪声幅值,使系统具有光路拾音噪声自抑制功能。实验结果表明,相比远程匹配干涉结构,近程匹配结构的拾音噪声抑制可达29.5d B@2k Hz,与理论相符。3、研究了匹配干涉水听器远程传输系统光发射端EDFA-BA增益饱和引入脉冲畸变及线谱噪声特性,测试了高功率注入远程系统时MI引起的光功率及噪声受限情况。通过采用EDFA/FRA混合放大,提升了系统的性能。在同等噪声条件下,可增加传输距离约10km。4、设计了非平衡匹配干涉型TDM阵列远程传输系统,对系统进行综合测试及性能评估。结果表明PMDI-PGC解调系统工作稳定性良好,各通道本底噪声均在-100d B附近,信号解调稳定性优于±0.5d B。系统串扰主要由AOM消光比决定,各通道平均时分复用串扰均优于-45d B。
李超[6]（2019）在《基于光相位调制的瞬态脉冲信号读出方法研究》文中进行了进一步梳理在核数据测量实验中,前端电子学通常利用高带宽放大器将探测器输出的微弱瞬态脉冲信号进行匹配和模拟调理,然后通过模拟电缆送至后端电子学系统进行数字化处理。然而,由于带宽、衰减、干扰等限制因素,在通道数多和传输距离远的情况下,使用长电缆低失真地传输瞬态脉冲信号变得越来越困难。一种解决思路是将后端数字化电子学前置到探测器端,就近对模拟信号进行数字化处理,从而避免了模拟信号长距离传输的问题。然而,前移的数字化系统（特别是高速波形数字化电路）除了给敏感的前端模拟电路带来高频数字干扰外,也增加了读出电子学设计、安装、供电、散热等方面的难度,导致其使用范围受到限制。尤其当前端探测器处于强电场、强磁场、强辐射等极端物理环境中,传统的读出方法将面临巨大挑战。光纤因其具有高带宽、低损耗、低成本、易于使用等优点而被广泛应用在数字通信中,此时光纤作为数字信号的传输介质而存在。此外,光纤还被用于制作各式各样的传感器,用来传输被调制到光波中的模拟信号,广泛应用在声、光、电、磁等信号的探测中。其中,基于光相位调制技术的模拟信号传输系统具备高带宽、高灵敏度、高动态范围、无源、无电磁辐射、抗干扰能力强等优点。因此,本论文基于光相位调制理论开展瞬态脉冲信号的读出方法研究,充分借鉴光调制、光纤无线电、波形数字化等技术的优点。该方法在探测器前端布置相位调制器,通过电光调制技术,将探测器输出的瞬态脉冲信号调制到光波相位中。经过相位调制的光波通过长距离光纤传输至后端并与参考光发生干涉,干涉信号经高带宽光电探测器转换成电信号,进一步送至PXIe机箱内部的波形数字化插件转换成数字信号,并在FPGA内完成实时解调,从而恢复出原始信号的波形。本论文的研究工作主要分成两大部分。一是激光调制和光链路研究,本论文采用铌酸锂型相位调制器将待测信号和载波信号调制到光波中,并结合时分复用和空分复用技术搭建了PGC外调制多路复用阵列。二是波形数字化技术和实时数字解调算法研究,本论文实现了系统中关键模块的原型电路,包括调制驱动模块、信号调理模块和数字解调模块,并搭建了基于PXIe平台的读出电子学系统,完成对干涉信号的采集、解调和读出处理。传输电缆存在的幅度和相位畸变等缺陷,成为制约瞬态脉冲信号大规模、远距离精确测量的瓶颈之一。本论文采用将光纤作为传输介质引入前端电子学进行信号读出的研究思路,可避免模拟电缆所带来的低带宽、高失真等问题,具备灵敏度高、动态范围大、线性度好、抗干扰能力强、前后端光隔离等优势,使其能够应用到相关脉冲信号的读出中,为探测器信号的读出提供新思路。
徐倩楠[7]（2019）在《超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列有源反正切解调方法研究》文中研究说明随着对海洋研究的日益深入,甚低频段（≤10Hz）微弱水声信号探测的实现对于我国军事、国防等方面具有重大意义。本文所研究的超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器系统具有复用规模大、可探测距离远、阵列缆径细、灵敏度高、成本低等优势,是目前水下探测的主要手段与重点发展方向。通过结合经典算法的优点,提出了一种用于分析甚低频微弱水声信号的有源反正切解调算法,实现了2-3000Hz宽频带内不同位置水声信号的同时探测。本课题主要研究内容如下:（1）以Fizeau干涉结构原理和光纤光栅理论为基础,介绍了超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列系统的光路,对系统传感原理、光路中器件的选择与参数设置进行了理论分析与公式推导。（2）对现有的5种经典相位解调算法:3×3耦合器解调中NRL、NPS算法,反正切算法,PGC解调中的PGC-DCM、PGC-Arctan算法的原理进行介绍,通过仿真实验分析了其优缺点。在此基础上,提出了一种有源反正切解调算法,仿真与实验结果均表明该算法可以消除光强变化和系统初始相位的随机扰动和对解调结果的影响,可用于甚低频段微弱水声信号的探测。（3）通过搭建硬件光路对超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列系统进行实验研究。首先利用发声换能器实现了500-3000Hz频带内微弱水声信号的测量,且测试结果具有较好的线性性。其次为了探测甚低频段水声信号,随机选取长度为1km的超弱光纤光栅阵列中4个相邻的超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器,利用振动液柱法进行实验并将测试结果与标准水听器解调结果进行对比。实验结果表明,本系统能够实现2-2000Hz宽频带内不同位置水声信号幅值、频率、相位的同时测量,在信号为10 Hz时信噪比为43.785dB,系统的灵敏度为2755.49（μpa/√Hz）。系统的相位声压灵敏度随着传感器腔长的增加而增加且具有很好的稳定性,在甚低频段响应良好,当传感器腔长为200 m时,频率为2 Hz的水声信号的相位声压灵敏度可达-135.81dB（re rad/μpa）。本文所研究的超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列系统基于提出的有源反正切算法实现了2-3000Hz宽频带内微弱水声信号的高灵敏度探测,且理论传感距离可达5km。因此系统在水下精准定位、甚低频声学探测、深海监测等方面具有广阔的应用前景。
光东[8]（2019）在《全光纤微震监测系统信号处理与阵列复用技术的研究》文中研究指明煤炭工业是我国最主要的能源和基础产业之一,在中国经济社会发展中占据极重要的地位。煤矿安全是煤炭工业持续稳定发展的重要前提。目前,我国煤矿安全事故频发,造成了重大的经济损失、人员伤亡及消极的社会影响。近年来,随着电子技术和设备的突破性进展,特别是计算机数据处理能力的提升,使得微震监测技术得到了飞速的发展。微震监测技术即是通过监测煤岩的微破裂现象实现对煤矿井下灾害的监测和预警。目前国内外大多数微震监测系统的前端传感器为电学的加速度传感器。在井下有瓦斯的环境中使用电学的加速度传感器存在着严重的安全隐患。因此,基于全光纤加速度传感技术,研发本质安全型的光纤微震监测仪对煤与瓦斯突出矿井安全监测预警有重要意义。本论文研究了适合全光纤微震监测系统的相位生成载波（PGC）调制技术及降噪技术,开展了1X4时分复用实验,验证时分复用的可行性,并在中铁集团引汉济渭四号隧道进行现场试验,对取得的数据进行时空强三个方面的分析处理。具体成果如下:1.设计了基于LabVIEW的PGC数字解调系统,使用载波信号源的参考时钟,解决了数据采集卡采集信号时产生的相位漂移问题,并针对PGC解调的载波相位延迟,采用提取单倍频信号,通过寻找极值确定载波相位的方案补偿解调系统中固有的相位延迟,消除了其不利影响。2.详细阐述了双路平衡检测方案和参考干涉仪PGC调制解调方案原理,首先使用双路平衡检测方案,在200Hz以上频段,系统强度噪声约下降10dB;然后对参考干涉仪解调方案其进行模拟仿真分析并进行实验测试,在低频信号30Hz处,系统相位噪声最大约下降20dB,在100Hz以上频段,系统相位噪声抑制效果随频率增加而减小,经实验证明,系统20Hz-200Hz低频噪声得到有效控制。3.综合评估了多种复用方案的成本和技术难度,确定了时分+空分复用方案,搭建了1X4时分复用光路,基于LABVIEW设计了解复用程序,对时分复用光路信号进行PGC解调,实验结果显示系统最小可检测加速度为70ug,验证了时分复用方案的可行性。4.开展了8通道全光纤微震监测系统地下室模拟现场实验和中铁集团引汉济渭工程四号隧道外场实验,在对采集到的震动信号波形进行到时提取,验证了震源的定位算法及能量震级计算方法。
陈熙亚[9]（2018）在《半导体激光器特性及其对光纤水听器系统影响分析》文中提出PGC（phase generated carrier,相位生成载波）调制解调作为一种重要的抗相位衰落方案,在干涉型光纤传感系统中得到了广泛应用。半导体激光器因为具有优良的特性,广泛的商用性,成为了使用PGC调制解调方案的干涉型光纤传感系统的主要光源。由于半导体激光器自身的特性,在光源调制过程中不可避免地会引入附加强度调制,从而造成解调不稳定。因此,本论文分析了PGC系统中半导体激光器的调制特性,研究了附加强度调制抑制方法,从而为干涉型光纤水听器系统的优化提供了充分的理论和实验依据。本文主要从以下几个方面进行了详细的阐述和分析:1.基于PGC调制的基本原理,对半导体激光器由于电流调制产生的附加强度调制机理进行了研究,并测试了半导体激光器的调制特性。2.对半导体激光器附加强度调制对PGC解调影响进行了理论分析和相对应的仿真分析,使用谐波失真和幅度误差评价解调效果,分析了参数误差对解调的影响,并从实验上进行了验证。3.提出了构造相除方法抑制附加强度调制对解调的影响并进行了实验验证,从解调效果看,实际观察到总谐波失真从约-28dB下降到约-46dB,幅度误差范围从约1.3dB下降到约0.1dB,验证了构造相除方法的有效性。
袁晓月[10]（2018）在《基于分布式光纤传感系统的信号处理的研究》文中进行了进一步梳理分布式光纤传感技术是以光波为载体,光纤为媒介,感知和传输外界物理量的传感技术。利用分布式光纤传感技术,能够对整个光纤链路上的外界物理量进行监测与诊断。本文设计了一种新型的光纤传感系统,该系统结合了时分复用技术、φ-OTDR技术和非平衡Mach-Zehnder干涉仪（MZI）解调技术,利用了微弱的光纤连接器端面反射代替弱光纤光栅成功的实现了一种新型的纵向微结构的分布式光纤传感器。该系统具有高速、可靠、易实现的优点。具体的研究和实验工作如下:（1）理论推导了基于3×3耦合器相位解调算法的原理,搭建实验平台,使用LabVIEW开发软件完成了基于3×3耦合器相位解调算法的设计,通过对实验结果的分析可知,系统能够实现在采用连续光源时对传感光纤上的振动信号的探测。（2）理论推导了相位生成载波（Phase Generated Carrier,PGC）解调算法的基本原理,使用OptiSystem仿真软件搭建了仿真模块,并通过仿真手段分析了载波信号的幅度和频率对解调结果的影响。基于PGC相位解调算法搭建了相应的实验平台,使用LabVIEW开发软件完成了 PGC相位解调算法的设计,实现了传感光纤上不同振动信号的探测,通过比较解调信号波形分析了该系统对不同振动信号的解调效果。（3）本文提出了一种新型分布式光纤传感系统,该系统结合了时分复用技术与光采样技术,利用脉冲的重复频率来决定采样频率,使用微弱的光纤连接器端面来代替弱光纤光栅,并且将φ-OTDR系统与非平衡MZI相结合,通过这些改进,该系统更易于实现长距离的传感监测。使用OptiSystem仿真软件搭建了基于新型的分布式光纤传感系统仿真模块,仿真分析光源的脉冲宽度以及重复频率对系统的影响。在本文提出的方案中,通过MATLAB算法设计实现了对干涉信号中不同混合脉冲的分路处理,从原理上验证了新型的分布式光纤传感系统的信号处理的可行性。通过搭建的实验平台对解调信号结果进行了分析,实验证明该系统使用PGC相位解调算法可以很好地对振动信号进行恢复,并且实现了空间分辨率为10 m的传感光纤上的振动信号的探测。
二、基于PGC解调方案的时分复用光纤传感器阵列采样频率的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于PGC解调方案的时分复用光纤传感器阵列采样频率的研究（论文提纲范文）
（1）基于拉丝塔光栅阵列的超细线光纤水听器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 光纤水听器研究现状 |
| 1.2.1 光纤水听器发展历史 |
| 1.2.2 基于光纤光栅的水听器发展历史 |
| 1.2.3 基于拉丝塔光栅阵列的光纤水听器研究现状 |
| 1.3 光纤水听器关键技术研究现状 |
| 1.3.1 干涉型光纤水听器信号解调技术研究现状 |
| 1.3.2 干涉型光纤水听器传感增敏技术研究现状 |
| 1.4 本文研究内容与创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 主要创新点 |
| 第2章 拉丝塔光栅水听器阵列原理 |
| 2.1 相干检测工作原理 |
| 2.1.1 干涉型水听器单基元传感机理 |
| 2.1.2 拉丝塔光栅水听器阵列工作原理 |
| 2.2 拉丝塔光栅水听器阵列“干端”解调原理 |
| 2.2.1 干涉型水听器多相解调算法 |
| 2.2.2 干涉型水听器相位生成载波解调算法 |
| 2.3 拉丝塔光栅水听器阵列“湿端”增敏原理 |
| 2.3.1 轴向增敏理论分析 |
| 2.3.2 径向增敏理论分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于参考传感器的信号解调与优化 |
| 3.1 信号解调算法设计 |
| 3.1.1 基于参考传感器的水听器解调算法 |
| 3.1.2 水听器阵列同步稳定解调方法 |
| 3.2 信号解调算法仿真与实验分析 |
| 3.2.1 解调算法的仿真对比 |
| 3.2.2 解调算法的实验测试 |
| 3.3 噪声抑制与信号优化 |
| 3.3.1 基于参考传感器的噪声抑制 |
| 3.3.2 基于参考传感器的信号优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 拉丝塔光栅水听器阵列一体化增敏 |
| 4.1 拉丝塔光栅阵列信号串扰理论及参数分析 |
| 4.1.1 光谱遮蔽与高阶反射光功率串扰 |
| 4.1.2 时分复用干涉信号高阶串扰 |
| 4.1.3 成缆前的水听器阵列参数分析 |
| 4.2 拉丝塔光栅水听器增敏试验 |
| 4.2.1 轴向增敏实验试验 |
| 4.2.2 径向增敏实验试验 |
| 4.3 拉丝塔光栅水听器阵列一体化径向涂敷增敏 |
| 4.3.1 成缆工艺介绍 |
| 4.3.2 成缆后的水听器阵列参数分析 |
| 4.3.3 成缆工艺对光栅阵列影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 拉丝塔光栅水听器阵列水下实验 |
| 5.1 拉丝塔光栅水听器的水声传感校准 |
| 5.1.1 声压灵敏度校准方法 |
| 5.1.2 测量姿态对灵敏度校准的影响分析 |
| 5.1.3 测量深度对灵敏度校准的影响分析 |
| 5.2 拉丝塔光栅水听器阵列信号解调与增敏实验验证 |
| 5.2.1 参考传感器解调声压场水声传感实验 |
| 5.2.2 一体化增敏成缆的声压场实验 |
| 5.3 拉丝塔光栅水听器阵列关键参数实验验证 |
| 5.3.1 阵列信号时域测试 |
| 5.3.2 等效噪声压分析测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录 |
| 攻读学位期间参与的科研项目 |
（2）干涉型光纤水听器信号解调技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 光纤水听器及阵列研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 干涉型光纤水听器相位解调技术研究现状 |
| 1.3.1 相位载波生成解调法 |
| 1.3.2 3×3耦合器法 |
| 1.4 本论文的研究内容及各章节安排 |
| 1.4.1 本论文研究内容 |
| 1.4.2 各章节安排 |
| 第二章 干涉型光纤水听器理论基础 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 光纤传感概述 |
| 2.2.1 光纤传感原理 |
| 2.2.2 光纤传感器的分类 |
| 2.3 相位调制原理 |
| 2.3.1 机械应力引起的相位变化 |
| 2.3.2 温度波动引起的相位变化 |
| 2.4 光纤干涉仪原理 |
| 2.4.1 经典光纤干涉仪 |
| 2.4.2 双光束干涉原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 干涉型光纤水听器解调算法理论模型 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 相位解调技术 |
| 3.2.1 主动零差法 |
| 3.2.2 被动零差法 |
| 3.2.3 普通外差法 |
| 3.2.4 合成外差法 |
| 3.2.5 伪外差法 |
| 3.3 基于PGC的解调算法 |
| 3.3.1 载波调制方法 |
| 3.3.2 基于微分交叉相乘的相位载波生成法(PGC-DCM) |
| 3.3.3 基于反正切的相位载波生成法(PGC-ARCTAN) |
| 3.3.4 相位载波生成法的信号频谱特性 |
| 3.3.5 调制深度的确定 |
| 3.4 基于3×3光纤耦合器的解调算法 |
| 3.4.1 基于3×3光纤耦合器的微分交叉相乘解调算法 |
| 3.4.2 基于3×3光纤耦合器的反正切解调算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于3×3耦合器的两种改进的解调算法 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 基于3×3耦合器的非对称微分相除(AD)解调算法 |
| 4.2.1 算法原理 |
| 4.2.2 仿真分析 |
| 4.2.3 实验验证 |
| 4.3 基于3×3耦合器的平方相减(SS)解调算法 |
| 4.3.1 算法原理 |
| 4.3.2 仿真分析 |
| 4.3.3 实验验证 |
| 4.4 总谐波失真 |
| 4.5 对周期脉冲信号的解调 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于QUARTUS13 的解调算法软件设计及仿真 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 FPGA简介 |
| 5.3 QUARTUS II13.0 软件介绍 |
| 5.4 各模块的设计实现 |
| 5.4.1 分频模块 |
| 5.4.2 乘除法模块 |
| 5.4.3 求和及求差模块 |
| 5.4.4 微分模块 |
| 5.4.5 积分模块 |
| 5.4.6 FIR高通滤波器 |
| 5.4.7 干涉信号生成模块 |
| 5.4.8 模块整合结果 |
| 5.5 MODELSIM仿真结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要研究工作及结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研工作情况 |
（3）微震监测用光纤加速度传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 微震监测研究综述 |
| 1.3 光纤加速度传感器研究现状 |
| 1.3.1 膜片式光纤加速度传感器 |
| 1.3.2 顺变柱体光纤加速度传感器 |
| 1.3.3 悬臂梁型光纤加速度传感器 |
| 1.4 光纤加速度传感器解调技术 |
| 1.5 论文研究内容与创新点 |
| 第2章 膜片式法布里珀罗加速度传感器 |
| 2.1 膜片式FOFPA传感器理论 |
| 2.1.1 F-P干涉理论 |
| 2.1.2 FOFPA传感器的力学模型 |
| 2.2 基于PE膜的FOFPA传感器 |
| 2.2.1 模态分析 |
| 2.2.2 实验验证 |
| 2.3 基于MEMS复合膜的FOFPA传感器 |
| 2.3.1 MEMS工艺 |
| 2.3.2 MEMS复合膜的制备 |
| 2.3.3 灵敏度的应力修正 |
| 2.3.4 传感器设计与实验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 动态光谱解调技术 |
| 3.1 光纤F-P传感器解调技术 |
| 3.1.1 强度解调 |
| 3.1.2 相位解调 |
| 3.1.3 波长解调 |
| 3.2 基于空间频谱分析的振幅解调 |
| 3.2.1 检测原理 |
| 3.2.2 实验验证与数据分析 |
| 3.3 基于自拟合差分法的时域信号解调 |
| 3.3.1 检测原理与模拟仿真 |
| 3.3.2 实验验证与数据分析 |
| 3.3.3 检测频率分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 非对称顺变柱体光纤加速度传感器 |
| 4.1 非对称高灵敏光纤加速度传感器 |
| 4.1.1 模型分析 |
| 4.1.2 实验验证与性能分析 |
| 4.2 传感器优化设计 |
| 4.2.1 封装设计 |
| 4.2.2 预应力分析 |
| 4.3 基于阻尼设计的宽频响探头 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微震监测系统设计与现场试验 |
| 5.1 光纤阵列复用技术 |
| 5.2 系统工程化设计与性能测试 |
| 5.2.1 系统工程化设计 |
| 5.2.2 系统性能测试 |
| 5.3 微震监测现场试验 |
| 5.3.1 试验环境介绍 |
| 5.3.2 传感网络与探头布设 |
| 5.3.3 敲击测试 |
| 5.4 微震监测数据分析 |
| 5.4.1 敲击信号分析与识别 |
| 5.4.2 爆破信号分析与识别 |
| 5.4.3 微震信号分析与识别 |
| 5.4.4 干扰信号分析与识别 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 攻读博士期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（4）分布式光纤振动传感系统的信号处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.3 分布式光纤传感系统的发展及研究现状 |
| 1.4 基于散射原理的分布式光纤传感技术 |
| 1.4.1 瑞利散射OTDR技术 |
| 1.4.2 拉曼散射RTDR技术 |
| 1.4.3 布里渊散射BTDR技术 |
| 1.4.4 Φ-OTDR技术 |
| 1.5 基于干涉仪原理的分布式光纤传感技术 |
| 1.5.1 Mach-Zehnder干涉仪技术 |
| 1.5.2 Sagnac干涉仪技术 |
| 1.5.3 Michelson干涉仪技术 |
| 1.6 论文主要研究内容和创新点 |
| 第二章 相位解调Φ-OTDR的分布式光纤传感系统原理 |
| 2.1 散射原理 |
| 2.1.1 散射原理与特征 |
| 2.1.2 瑞利散射 |
| 2.2 Φ-OTDR振动传感原理 |
| 2.3 相位解调型Φ-OTDR传感系统原理 |
| 2.3.1 相位调制原理 |
| 2.3.2 相位解调原理 |
| 2.3.3 基于外差检测法的相位解调Φ-OTDR原理 |
| 2.3.4 基于相位生成载波法的相位解调Φ-OTDR原理 |
| 2.3.5 基于3×3耦合器的相位解调Φ-OTDR原理 |
| 2.4 Φ-OTDR主要性能指标 |
| 2.4.1 传感距离 |
| 2.4.2 信噪比 |
| 2.4.3 空间分辨率 |
| 2.4.4 灵敏度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于3×3耦合器和PGC解调的仿真研究 |
| 3.1 软件平台概述 |
| 3.1.1 Labview平台概述 |
| 3.1.2 Matlab平台概述 |
| 3.2 解调仿真研究 |
| 3.2.1 PGC解调仿真 |
| 3.2.2 3×3耦合器解调仿真 |
| 3.3 新型的PGC解调结构仿真研究 |
| 3.3.1 新型的PGC解调结构原理 |
| 3.3.2 新型的PGC解调仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 分布式光纤振动传感系统的实验研究 |
| 4.1 实验中主要元器件概述 |
| 4.1.1 光源 |
| 4.1.2 调制器 |
| 4.1.3 掺铒光纤放大器 |
| 4.1.4 光电探测器 |
| 4.1.5 数据采集卡 |
| 4.2 新型的PGC解调结构的实验与分析 |
| 4.2.1 新型的PGC解调实验结果 |
| 4.2.2 DCM算法与Atan解调算法比较 |
| 4.2.3 时间延迟对解调影响 |
| 4.2.4 不同线宽激光器对解调影响 |
| 4.3 全程敏感型Φ-OTDR实验与分析 |
| 4.3.1 实验程序设计 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.3.3 PIN组合EDFA放大检测与APD检测的比较分析 |
| 4.3.4 声光调制器与半导体光放大器的比较分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 信号处理的算法研究 |
| 5.1 信号处理概述 |
| 5.2 小波变换算法研究 |
| 5.2.1 连续小波变换原理概述 |
| 5.2.2 离散小波变换原理概述 |
| 5.3 小波去噪研究 |
| 5.3.1 小波去噪原理 |
| 5.3.2 小波阈值法原理 |
| 5.3.3 振动信号的小波去噪实验与分析 |
| 5.4 振动信号特征提取与分类算法研究 |
| 5.4.1 小波包能量特征提取原理 |
| 5.4.2 支持向量机算法原理 |
| 5.5 振动信号分类实验研究 |
| 5.5.1 振动事件类型分析 |
| 5.5.2 采集实验设计 |
| 5.5.3 实验结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于匹配干涉的光纤水听器远程传输系统性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 PMDI-OFH阵列发展概述 |
| 1.3 OFH远程传输研究进展 |
| 1.4 论文结构及主要内容 |
| 第二章 非平衡PMDI-OFH系统设计 |
| 2.1 等臂差匹配干涉阵列基本原理 |
| 2.1.1 PMDI-OFH阵列基本结构 |
| 2.1.2 系统参数设计 |
| 2.2 PGC调制及相位调制抑制远程噪声机理 |
| 2.2.1 内调制PGC调制解调工作原理 |
| 2.2.2 瑞利散射噪声 |
| 2.2.3 SBS噪声的抑制 |
| 2.3 非平衡PMDI-OFH远程传输系统设计 |
| 2.3.1 非平衡PMDI臂差设计 |
| 2.3.2 非平衡匹配干涉调制参数设计 |
| 2.3.3 非平衡匹配干涉远程传输系统噪声抑制 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 非平衡匹配干涉远程传输系统光路拾音分析 |
| 3.1 匹配干涉结构对远程传输系统噪声的影响 |
| 3.1.1 匹配干涉结构中相位调制引入的噪声理论分析 |
| 3.1.2 相位调制噪声抑制实验研究 |
| 3.2 偏振噪声分析及抑制 |
| 3.2.1 偏振噪声理论分析 |
| 3.2.2 不同匹配干涉结构的偏振噪声对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 匹配干涉远程传输系统光放大特性研究 |
| 4.1 增益饱和引入的脉冲畸变对系统噪声的影响 |
| 4.1.1 EDFA工作原理 |
| 4.1.2 脉冲畸变 |
| 4.1.3 畸变脉冲高频噪声的采样混叠及噪声转换 |
| 4.1.4 脉冲畸变对系统噪声的影响测试 |
| 4.2 远程传输系统中EDFA放大的MI噪声分析 |
| 4.2.1 调制不稳定(MI)噪声 |
| 4.2.2 MI的噪声特性及对光放大系统的影响 |
| 4.3 匹配干涉远程传输EDFA/FRA混合放大特性研究 |
| 4.3.1 EDFA单独放大时的噪声特性 |
| 4.3.2 EDFA/FRA混合放大时的噪声特性 |
| 4.3.3 反向拉曼放大时的噪声特性 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 非平衡 PMDI-OFH 远程传输系统综合性能测试 |
| 5.1 非平衡PMDI-OFH远程传输系统 |
| 5.2 系统稳定性 |
| 5.3 系统噪声本底 |
| 5.4 信号测试 |
| 5.5.1 不同频率的信号测试结果 |
| 5.5.2 信号解调稳定性测试 |
| 5.5.3 同频率不同幅度信号测试 |
| 5.5 时分串扰研究 |
| 5.5.1 串扰理论分析 |
| 5.5.2 串扰测试结果 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要工作与创新 |
| 6.2 下一步研究计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录:缩略词 |
（6）基于光相位调制的瞬态脉冲信号读出方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 核数据测量 |
| 1.2 核数据测量实验中的信号读出 |
| 1.2.1 美国DANCE谱仪 |
| 1.2.2 CERN TAC谱仪 |
| 1.2.3 Back-n BaF_2谱仪 |
| 1.2.4 CBM-TOF读出链路 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 光调制技术 |
| 1.3.1 光调制技术在模拟信号读出中的应用 |
| 1.3.2 光纤传感器器系统多路复用技术 |
| 1.4 本论文研究内容与结构安排 |
| 参考文献 |
| 第2章 光相位调制理论分析和算法仿真 |
| 2.1 干涉型光纤传感器原理分析 |
| 2.2 PGC算法理论分析 |
| 2.2.1 PGC调制方案 |
| 2.2.2 PGC解调算法 |
| 2.2.3 动态范围上限和采样频率分析 |
| 2.2.4 载波相位延迟分析 |
| 2.3 PGC算法仿真验证 |
| 2.3.1 Arctan解调算法仿真 |
| 2.3.2 PGC外调制光链路仿真 |
| 2.3.3 时分复用阵列仿真 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于光相位调制的读出系统设计 |
| 3.1 读出系统整体架构 |
| 3.2 数字化方案分析 |
| 3.3 读出系统指标分析 |
| 3.4 数字解调算法 |
| 3.4.1 多相滤波器 |
| 3.4.2 反正切算法 |
| 3.5 读出电子学原型系统 |
| 参考文献 |
| 第4章 读出电子学原型电路实现 |
| 4.1 SCM电路设计与实现 |
| 4.1.1 HMC311放大器验证电路 |
| 4.1.2 ADL5569放大器验证电路 |
| 4.1.3 基于HMC311的信号调理电路 |
| 4.2 MDM电路设计与实现 |
| 4.2.1 载波产生电路 |
| 4.2.2 载波放大电路 |
| 4.3 DDM电路设计与实现 |
| 4.3.1 ADC电路 |
| 4.3.2 FPGA电路 |
| 4.3.3 时钟网络 |
| 4.3.4 电源系统 |
| 4.4 FPGA固件设计与实现 |
| 4.4.1 ADC数据读出 |
| 4.4.2 数字信号处理 |
| 4.4.3 数据缓存与上传 |
| 4.4.4 系统配置 |
| 参考文献 |
| 第5章 测试与验证 |
| 5.1 DFB激光器性能测试 |
| 5.2 射频电路性能测试 |
| 5.2.1 SCM电路性能测试 |
| 5.2.2 载波产生电路性能测试 |
| 5.2.3 载波放大电路性能测试 |
| 5.3 ADC性能测试 |
| 5.3.1 静态性能测试 |
| 5.3.2 动态性能测试 |
| 5.4 数据传输性能测试 |
| 5.4.1 ADC接口性能测试 |
| 5.4.2 DDR4读写性能测试 |
| 5.4.3 PCIe传输速率测试 |
| 5.5 信号解调联合测试 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（7）超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列有源反正切解调方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 光纤光栅水听器阵列的国内外研究现状 |
| 1.2.1 FBG型光纤光栅水听器 |
| 1.2.2 FBG激光器结构光纤光栅水听器 |
| 1.2.3 FBG干涉型光纤光栅水听器 |
| 1.3 光纤光栅水听器系统信号解调技术发展现状 |
| 1.3.1 强度解调法和波长解调法 |
| 1.3.2 相位解调法 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 超弱光纤光栅Fizeau干涉阵列传感理论与系统设计 |
| 2.1 Fizeau干涉结构与解调原理 |
| 2.1.1 Fizeau干涉结构 |
| 2.1.2 光纤Fizeau干涉解调原理 |
| 2.2 光纤光栅基本理论 |
| 2.3 实验系统光路设计与传感原理 |
| 2.3.1 光脉冲调制原理与采样参数设置 |
| 2.3.2 超弱光纤光栅构建Fizeau干涉结构基本理论 |
| 2.3.3 反射脉冲信号时域分析 |
| 2.3.4 理想3×3 光纤耦合器传输特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列解调方法研究 |
| 3.1 3×3 耦合器解调算法 |
| 3.1.1 NPS解调算法原理与仿真 |
| 3.1.2 NRL解调算法原理与仿真 |
| 3.2 反正切解调算法 |
| 3.3 PGC解调算法 |
| 3.3.1 PGC-DCM解调算法原理与仿真 |
| 3.3.2 PGC-Arctan解调算法原理与仿真 |
| 3.4 有源反正切解调算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列实验研究 |
| 4.1 实验系统搭建与硬件介绍 |
| 4.1.1 实验系统搭建 |
| 4.1.2 实验系统硬件介绍 |
| 4.2 基于发声换能器的实验研究 |
| 4.2.1 发声换能器实验系统装置搭建 |
| 4.2.2 发声换能器实验系统性能验证 |
| 4.3 基于振动液柱法的实验研究 |
| 4.3.1 振动液柱法实验系统装置搭建 |
| 4.3.2 振动液柱法实验系统性能验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和参与的项目 |
（8）全光纤微震监测系统信号处理与阵列复用技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外煤与瓦斯预测方法研究现状 |
| 1.3 微震监测技术发展现状 |
| 1.4 光纤加速度传感器发展现状 |
| 1.5 光纤阵列复用传感技术的发展现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第2章 基于虚拟仪器的数字化PGC解调方案的研究 |
| 2.1 干涉型光纤传感器检测技术 |
| 2.1.1 干涉型光纤传感器 |
| 2.1.2 PGC调制解调原理 |
| 2.2 基于LABVIEW的数字化PGC解调方案 |
| 2.3 采集信号的相位漂移 |
| 2.4 PGC解调系统的相位延迟 |
| 2.4.1 PGC相位延迟原理分析 |
| 2.4.2 补偿PGC相位延迟的研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 全光纤微震监测系统的噪声控制 |
| 3.1 双路平衡检测降噪方案原理 |
| 3.2 双路平衡检测降噪实验测试 |
| 3.3 参考干涉仪降噪方案原理分析 |
| 3.4 参考干涉仪降噪方案仿真分析 |
| 3.5 参考干涉仪降噪方案的实验测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 全光纤微震监测系统的时分复用技术 |
| 4.1 多路复用技术 |
| 4.2 微震系统阵列复用方案的选取 |
| 4.3 时分复用系统的总体设计 |
| 4.3.1 时分复用系统的设计 |
| 4.3.2 时分复用系统的损耗 |
| 4.3.3 时分复用系统的解复用 |
| 4.4 时分复用系统的PGC调制解调 |
| 4.5 时分复用系统的性能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 全光纤微震监测系统的外场实验与数据分析 |
| 5.1 光纤微震监测仪的工作原理 |
| 5.2 全光纤微震监测仪的定位实验 |
| 5.2.1 微震定位原理与程序设计 |
| 5.2.2 微震定位实验 |
| 5.3 引汉济渭四号隧道微震收测实验 |
| 5.3.1 实验环境介绍 |
| 5.3.2 微震设备的现场布置 |
| 5.3.3 微震系统测试结果 |
| 5.4 测试结果分析 |
| 5.4.1 现场实验的定位结果 |
| 5.4.2 微震事件的能量与震级 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的成果 |
| 致谢 |
（9）半导体激光器特性及其对光纤水听器系统影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 课题研究的内容及意义 |
| 第二章 PGC解调系统中半导体激光器调制特性研究 |
| 2.1 PGC调制的基本原理 |
| 2.2 半导体激光器电流调制产生的附加强度调制机理研究 |
| 2.3 半导体激光器强度调制特性的实验测试 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 半导体激光器附加强度调制对PGC解调影响的理论分析和仿真 |
| 3.1 附加强度调制对PGC干涉信号的影响 |
| 3.1.1 PGC解调基本方法 |
| 3.1.2 附加强度调制下各次谐波的幅度值 |
| 3.2 附加强度调制对PGC关键参数获取的影响 |
| 3.2.1 PGC关键参数的获取方法 |
| 3.2.2 附加强度调制对参数的影响 |
| 3.2.3 仿真分析研究 |
| 3.3 附加强度调制对信号解调关键性能的影响 |
| 3.3.1 PGC关键参数的获取方法 |
| 3.3.2 单频信号分析 |
| 3.3.3 谐波失真和幅度误差 |
| 3.4 附加强度调制对PGC调制解调算法影响的仿真与验证分析 |
| 3.4.1 附加强度调制解调仿真分析 |
| 3.4.2 测量参数误差对解调影响的仿真 |
| 3.5 附加强度调制解调的验证与分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 半导体激光器附加强度调制对PGC调制解调影响抑制方法研究 |
| 4.1 附加强度调制抑制方法的原理分析 |
| 4.2 附加强度调制抑制方法仿真误差分析 |
| 4.3 附加强度调制抑制方法验证与分析 |
| 4.3.1 直接相除方法和直接解调的比较 |
| 4.3.2 构造相除方法和直接相除解调的比较 |
| 4.3.3 参数估计误差对解调的影响 |
| 4.4 时分复用系统测试 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 课题总结 |
| 5.2 存在的问题及改进方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）基于分布式光纤传感系统的信号处理的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 分布式光纤传感系统的发展及研究现状 |
| 1.3 复用技术在OTDR中的应用 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 分布式光纤传感系统的基本理论 |
| 2.1 光时域反射的理论基础 |
| 2.1.1 瑞利散射 |
| 2.1.2 菲涅尔反射 |
| 2.1.3 传输损耗 |
| 2.2 OTDR的工作原理 |
| 2.3 φ-OTDR的性能指标 |
| 2.3.1 传感距离 |
| 2.3.2 空间分辨率 |
| 2.3.3 灵敏度 |
| 2.4 Mach-Zehnder干涉仪 |
| 2.4.1 Mach-Zehnder干涉仪调制原理 |
| 2.4.2 Mach-Zehnder干涉仪解调原理 |
| 2.4.3 Mach-Zehnder干涉仪定位原理 |
| 2.5 时分复用技术 |
| 2.6 干扰信号解调 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于3×3耦合器和PGC相位解调算法的实验与仿真 |
| 3.1 开发平台概述 |
| 3.1.1 OptiSystem仿真平台概述 |
| 3.1.2 LabVIEW开发平台概述 |
| 3.1.3 MATLAB数据处理平台概述 |
| 3.2 基于3×3耦合器的相位解调算法 |
| 3.2.1 实验原理 |
| 3.2.2 实验环境的介绍 |
| 3.2.3 数据处理与结果分析 |
| 3.3 PGC相位解调算法 |
| 3.3.1 PGC相位解调算法原理 |
| 3.3.2 PGC相位解调算法仿真 |
| 3.3.3 PGC相位解调算法实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于分布式光纤传感系统的信号处理的仿真与实验 |
| 4.1 新型的分布式光纤传感系统的结构设计 |
| 4.1.1 传感光纤的结构设计 |
| 4.1.2 新型的分布式光纤传感系统的结构 |
| 4.2 新型分布式光纤传感系统的仿真 |
| 4.2.1 光源仿真 |
| 4.2.2 时分复用模块仿真 |
| 4.2.3 非平衡Mach-Zehnder干涉仪仿真 |
| 4.2.4 MATLAB分路算法 |
| 4.2.5 仿真结果分析 |
| 4.3 新型分布式光纤传感系统的信号处理的实验 |
| 4.3.1 实验环境的介绍 |
| 4.3.2 新型分布式光纤传感系统的搭建 |
| 4.3.3 数据采集及信号处理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、基于PGC解调方案的时分复用光纤传感器阵列采样频率的研究（论文参考文献）
- [1]基于拉丝塔光栅阵列的超细线光纤水听器关键技术研究[D]. 庞彦东. 武汉理工大学, 2020(01)
- [2]干涉型光纤水听器信号解调技术研究[D]. 代欣学. 中国舰船研究院, 2020(02)
- [3]微震监测用光纤加速度传感器研究[D]. 李世丽. 安徽大学, 2020(07)
- [4]分布式光纤振动传感系统的信号处理研究[D]. 钱心磊. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [5]基于匹配干涉的光纤水听器远程传输系统性能研究[D]. 唐启永. 国防科技大学, 2019(02)
- [6]基于光相位调制的瞬态脉冲信号读出方法研究[D]. 李超. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [7]超弱光纤光栅Fizeau干涉水听器阵列有源反正切解调方法研究[D]. 徐倩楠. 武汉理工大学, 2019(07)
- [8]全光纤微震监测系统信号处理与阵列复用技术的研究[D]. 光东. 安徽大学, 2019(07)
- [9]半导体激光器特性及其对光纤水听器系统影响分析[D]. 陈熙亚. 国防科技大学, 2018(01)
- [10]基于分布式光纤传感系统的信号处理的研究[D]. 袁晓月. 北京交通大学, 2018(07)