定位理论的分布式多传感器(翻译).doc

定位理论的分布式多传感器 陈伟民，谢圆圆，章鹏，林蕾重点实验室光电技术及系统，中国教育部，重庆大学，重庆400044计算机科学与信息工程学院，重庆科技大学，重庆400067电子邮件：19842005163.com南茜2008年5月30日收 基于萨格纳克干涉仪，介绍了一个简单的分布式光纤传感系统的子环并监测振动对光纤传感的应用。通过引入一个回路，三输出光束干涉不同的延迟时间及位置的振动分析数学物理方程，振动频率，振幅和位置的理论模拟。结果与先前的实验符合得很好。OCIS代码：40.0040，250.0250，60.2370，140.3510。内政部：10.3788/col20090703.0186 近年来，分布式光纤传感器接收应用在管道或断线非法侵入的禁区报警13。分布光纤干涉仪，干涉和马赫曾德配置已深入研究，因为他们的任何行动是敏感的微小振动造成，侵入或破坏47。许多方法已通过改善其性能，但复杂的信号处理是必要的 8 , 9。Omori等人提出了一个简单基于光纤萨格纳克干涉仪的分布式振动传感系统 10。在系统中，一个额外的子环光纤引入到萨尼亚克干涉仪作为延迟光纤环。在串联光纤干涉光束不断运动，根据其路径在串联光纤得到了不同的时间延迟。虽然在强度和相位的光束有振动信息的介入，位置解调信号仍然悬而未决的 10。 在Omori等人提出的系统（参见图1），顺时针和逆时针方向（顺时针）（常规武器公约）灯光通过光纤传感和光纤环回路之前他们互相干扰。这样根据光路中的子环该系统可折叠成几个等价干涉仪如图2所示。等效干涉仪是不同的光学路径，对应在回路中原来的光。也就是说，n= 0对应的情况，无论是连续或两束光进入光纤环路的延迟，而n = 1和n= 2 指他们两个输入到延迟光纤分别为1和2，因此有三个输出干扰信号相应的三个等价萨尼亚克干涉仪。图1 串联的分布式振动传感系统延迟光纤SLD:超辐射发光二极管；PD：探测器。 假如强度两种化学武器和常规武器公约光束法，应用距离阻是抗振动位置，相位差引起的振动之间的化学武器和常规武器的灯是（吨），是次光的干涉输出回路，表示为 在和分别是长度的光纤传感和分回路，c是光的速度在纤维，是对应位置的应用振动，可以表示为由滤波直流（直流）组件式（1），我们可以得到： （4）图2 等效光路 假如A和f分别为振动的振幅和频率，则 （5）如果A足够小，与（4）式结合可得 （6） K是一个线性系数，和输出的变化用时变，这时是两个相关的振动频率f和位置。让则得到： (7) 按照这种方式可以解决振动位置。Omori等人，已经证明，如图3所示当振动的应用在不同的位置，速度振幅电压是不同的。通过图可知它不能使确切的振动。在本篇文章中我们得出理论，并执行仿真验证了其有效性。 假定不同频率的振动500和1000赫兹适用于在同一位置=4.0公里，仿真结果如图4所示。图3 比例不同的振动问题 图4 定位不同的频率500赫兹（一）和1千赫（二） P0和P1有交点，所以P0和P2也有。他们两个相交的振动点阻抗z0。此外，所有的振幅可以交叉在同一点与不同的频率。很明显，定位准确地解调z0。 总之，一个简单的萨尼亚克干涉仪区位理论的分布式振动传感系统有一子环的理论推导。解调区位理论是相对简单和有效性。实验结果报告将在未来。1. J. Tan, W. Chen, Y. Zhu, and D. Wang, Acta Photon.Sin. (in Chinese) 35, 228 (2006).2. S. Han, S. Zhao, and X. Di, Laser Optoelectron. Prog.(in Chinese) 45, (3) 50 (2008).3. H. Yang, X. Li, and W. Jiang, Laser Optoelectron. Prog.(in Chinese) 44, (10) 61 (2007).4. P. R. Hoffman and M. G. Kuzyk, J. Lightwave Technol.22, 494 (2004).5. L. Hang, C. He, and B. Wu, Chinese J. Lasers (in Chinese)34, 820 (2007).6. J. Tan, W. Chen, Y. Fu, and Y. Zhu, in Proceedings of International Symposium on Advances and Trends in Fiber Optics and Application 2004 351 (2004).7. W. Chen, J. Wu, J. Tan, Q. Hu, Y. Zhu, and P. Zhang,Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 2128 (2007).8. X. Liang, S. Xiong, Y. Hu, Q. Yao, and L. Ma, ChineseJ. Lasers (in Chinese) 35, 716 (2008).9. Q. Ge, C. Xu, X. Wu, K. Qian, Z. Li, and B. Yu, ChineseJ. Lasers (in Ch