[实用新型]基于正交频分复用的高频率响应光纤水听器阵列探测系统

说明书

一种基于正交频分复用的高频率响应光纤水听器阵列探测系统，包括：光源器、光调制器、光纤水听器阵列、相干接收器与信号检测器，其中：光源器分别与光调制器和相干接收器相连，光调制器与光纤水听器阵列相连，光纤水听器阵列与相干接收器相连，相干接收器与信号检测器相连；本实用新型通过多个相互正交的探测光脉冲和相干接收响应的方式实现传感，运用简单的解调算法，实现密集的频分复用，并提高对于水听器阵列的探测频率。

技术领域

本实用新型涉及的是一种水下声信号传感领域的技术，具体是一种基于正交频分复用的高频率响应光纤水听器阵列探测系统。

背景技术

为了实现对于水下目标的定位，需要对水听器做大规模复用。随着复用规模的增大，光纤水听器阵列系统会受到探测光在光纤中行返时间的限制，表现出频率响应不足的问题。对于复用规模达到50km的光纤水听器阵列系统，目前技术仅能实现1kHz的频率响应，无法满足声信号传感的需求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于正交频分复用的高频率响应光纤水听器阵列探测系统，通过多个相互正交的探测光脉冲和相干接收响应的方式实现传感，提高对于水听器阵列的探测频率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种基于正交频分复用的高频率响应光纤水听器阵列探测系统，包括：光源器、光调制器、光纤水听器阵列、相干接收器与信号检测器，其中：光源器分别与光调制器和相干接收器相连，光调制器与光纤水听器阵列相连，光纤水听器阵列与相干接收器相连，相干接收器与信号检测器相连，信号检测器通过匹配滤波和解调得到反射光信号的相应相位并实现对声信号的高采样率探测。

所述的光源器包括：窄线宽激光器和第一光纤耦合器，其中：窄线宽激光器与第一光纤耦合器相连，第一光纤耦合器分别与光调制器与相干接收器相连。

所述的光调制器包括：依次相连的电信号发生器、射频放大器和声光调制器，其中：电信号发生器将产生的载波电信号送入射频放大器，射频放大器放大电信号功率后驱动声光调制器。

所述的相干接收器包括：第二光纤耦合器和平衡光电探测器，其中：第二光纤耦合器将接收来自光纤环形器传输的信号光和来自第一光纤耦合器传输的本地光进行干涉，干涉信号经平衡光电探测器转换为电流信号。

所述的光纤水听器阵列包括：光纤环行器和与之相连的水听器阵列，其中：光纤环形器分别与水听器阵列和相干接收器相连。

所述的信号检测器包括：信号采集器和数据处理器。

技术效果

本实用新型整体解决了现有光纤水听器阵列系统在探测大规模水听器阵列时，因为受到探测光脉冲在光纤中行反时间的限制，导致的系统对于光纤的探测频率较低的问题。

与现有技术相比，本实用新型以相干探测为基础的探测系统结构，辅以以正交频分复用调制为基础的调制与解调，能够显著提升长距离光纤水听器阵列的探测频率。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为本实施例的接收信号示意图；

图3为实施例复用前后解调信号的噪声等级示意图；

图中：窄线宽激光器1、第一光纤耦合器2及其第一端口a、第二端口b、第三端口c、电信号发生器3、射频放大器4、声光调制器5、光线环行器6及其第一端口a、第二端口b、第三端口c、光纤水听器阵列7、第二光纤耦合器8及其第一端口a、第二端口b、第三端口c、第四端口d、平衡光电探测器9、信号采集器10、数据处理器11。

具体实施方式