[发明专利]一种光传感器阵列的位置解析装置

摘要

本发明公开了一种光传感器阵列的位置解析装置，包括激光器、调制器、微波扫频源、功分器、环形器、光纤光栅传感器、光电探测器、本振、混频器、带通滤波器、AD采样器以及DSP处理器。本发明引入了微波扫频源，打破了在纯光域上测量的思维模式，采用光载射频信号作为检测信号，通过对输入、输出射频信号幅度、相位的检测解调得到光路信息，测量动态范围大且能完全自动测量，简化了解调算法，降低了成本；同时本发明系统对于任意分布的阵列传感器均能有效检测，使系统的适用性更强。

主权项

1.一种光传感器阵列的位置解析装置，其特征在于：包括激光器、调制器、微波扫频源、功分器、环形器、光传感器阵列、光电探测器、本振、两个混频器H1和H2、两个帯通滤波器L1和L2、两个AD采样器M1和M2以及处理器；其中：所述激光器用于发射连续的宽谱光信号输入至调制器；所述微波扫频源用于产生正弦波形式的射频信号RF，该射频信号RF的频率在扫频范围内步进变化；所述功分器用于对射频信号RF进行功率平分，输出两路相同的射频信号RF1和RF2，其中一路射频信号RF1输入至调制器，另一路射频信号RF2输入至混频器H1；所述调制器用于将射频信号RF1强度调制到宽谱光信号上，得到光载射频信号E1；所述光传感器阵列由多个光传感器排列组成，所述光载射频信号E1经过环形器进入光传感器阵列，反射回一连串带有幅度和相位信息的光载射频信号E2；所述光电探测器通过环形器接收反射回的光载射频信号E2，并将这些光载射频信号E2转换成一路射频信号RF5，输入至混频器H2；所述本振用于产生两路相同的射频信号RF3和RF4且这两路射频信号的频率在扫频范围内步进变化，其中一路射频信号RF3输入至混频器H1，另一路射频信号RF4输入至混频器H2；所述混频器H1用于对两路射频信号RF2和RF3进行混频后输出中频信号Z1；所述混频器H2用于对两路射频信号RF4和RF5进行混频后输出中频信号Z2；所述帯通滤波器L1用于对中频信号Z1进行带通滤波，并利用滤波后的中频信号Z1反馈控制微波扫频源；所述帯通滤波器L2用于对中频信号Z2进行带通滤波；所述AD采样器M1用于对滤波后的中频信号Z1进行采样，得到数字信号D1；所述AD采样器M2用于对滤波后的中频信号Z2进行采样，得到数字信号D2；所述处理器用于对两路数字信号D1和D2进行鉴相以及幅值比较处理，得到扫频范围内每一频率点对应的相位差与幅值比，并将所有频率点的相位差和幅值比进行复数域的傅里叶反变换，得到携带有阵列中各光传感器位置的时域脉冲分布图，根据该分布图中的脉冲位置即可解析得到阵列中各光传感器的位置分布。