[发明专利]信号处理方法及系统

说明书

本发明实施例涉及一种信号处理方法及系统，该方法包括：对初始信号进行解调，得到输出信号，输出信号包括第一参数和第二参数；对第一参数和第二参数进行估计，并根据第一参数的估计结果和第二参数的估计结果对输出信号进行计算，获取待检测信号。因此，本发明实施例通过传感器解调中的光干涉强度和调制深度两个参数，对解调结果进行幅度修正。

技术领域

本发明实施例涉及传感器技术的应用领域，尤其涉及一种信号处理方法及系统。

背景技术

干涉型光纤传感器具有抗电磁干扰、体积小、空间分辨率高等优点。相位生成载波(Phase-Generated Carrier，PGC)解调方案具有灵敏度高、易于复用、能够提供更大的动态范围、更小的可检测相移及易于成阵等一系列技术优势。

PGC解调算法分为微分交叉相乘法(Differential-and-Cross-Multiplying，DCM)和反正切法(Arctan)(及其衍生的相除查表法)两类。DCM法的解调结果受光干涉强度和调制深度的影响，当光干涉强度和调制深度发生波动时，解调结果会产生幅度失真。反正切法可以通过相除消除干涉强度的影响，但是仍然受调制深度的影响，调制深度发生波动时，解调结果会产生非线性，引起严重的谐波失真。

对于光干涉强度的影响，传统的PGC解调DCM算法通过增加复杂的自动增益控制(Auto Gain Control，AGC)电路来实现，其效果对电路中器件的性能依赖性很大，性能提高有限。在数字PGC系统中，对光干涉强度的补偿可以更灵活，在研究低通滤波器和光干涉强度的影响时，假设调制深度不变，利用三角函数计算修正系数，消除影响。为了解决反正切法可能引起的谐波失真，有方法利用微分自相乘计算修正参数，结合反余切法对信号进行解调。

综上所述，目前两类算法都可以消除光干涉强度的影响；DCM类算法尚没有方案解决调制深度对解调信号的影响。与DCM法相比，反正切法的主要问题是正切函数的非单调性，影响反正切解调结果。

发明内容

本发明实施例提供了一种信号处理方法及系统，解决了现有技术中光干涉强度和调制深度的波动影响解调结果的问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种信号处理方法，该信号处理方法包括：对初始信号进行解调，得到输出信号，输出信号包括第一参数和第二参数；对第一参数和第二参数进行估计，并根据第一参数的估计结果和第二参数的估计结果对输出信号进行计算，获取待检测信号。

优选地，对初始信号进行解调，得到输出信号的步骤具体包括：对初始信号采样后与第一信号、第二信号进行混频，并将混频后的信号通过低通滤波器输出；将低通滤波器的输出信号，根据微分交叉相乘算法，得到第一计算结果；将第一计算结果，根据差分算法、积分算法，得到第二计算结果，将第二计算结果通过高通滤波器输出，得到输出信号。

优选地，对第一参数和第二参数进行估计，并根据第一参数的估计结果和第二参数的估计结果对输出信号进行计算，获取待检测信号的具体步骤包括：对低通滤波器的输出信号分别与第一因子和第二因子相乘后相加，得到第三计算结果；对第三计算结果进行估计，得到第一参数的估计结果和第二参数的估计结果。

优选地，输出信号的函数为：

V₀＝B²GHJ₁(C)J₂(C)φ_s(t)

其中，V₀为输出信号，B为第一参数，C为第二参数，G和H为调制信号的幅度，J₁(C)和J₂(C)分别为1阶和2阶贝塞尔函数宗量值，φ_s(t)为待探测信号。