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面向激光测振应用的改进相位生成载波解调算法
1
作者 蒋翌超 顾劭傑 +4 位作者 张刚 许林广 葛强 吴许强 俞本立 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期42-56,共15页
为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时,系统中存在的非线性失真问题,提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性... 为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时,系统中存在的非线性失真问题,提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性失真。其中,低频相位调制由三角波信号驱动压电换能器生成,确保小信号情况下椭圆拟合结果的准确性。迭代重加权椭圆特殊拟合可以减小离群数据的影响并避免拟合结果退化为双曲线,具有精度高、鲁棒性好和计算效率高的优点。实验结果表明改进相位生成载波解调算法可以有效抑制激光测振实验系统的非线性失真,在不同相位调制深度(0.8~3.4 rad)下解调信号的信纳比和总谐波失真稳定,对应的标准差分别为0.55 dB和0.03%。系统的响应线性度优于99.99%,动态范围可达103.9 dB@500 Hz,总谐波失真为1%且工作频宽为20~8000 Hz。与传统相位生成载波解调方案相比,该算法不仅显著抑制了非线性失真,还克服了椭圆拟合算法在小信号下无法工作的缺点。 展开更多
关键词 激光测振技术 相位生成载波解调算法 低频调制 迭代重加权椭圆特殊拟合 非线性失真
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光纤法珀传感器的改进型相位生成载波法解调
2
作者 周朕蕊 张国强 +5 位作者 邱宗甲 郭少朋 李群 邵剑 吴鹏 陆云才 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期312-323,共12页
为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题,搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先,理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Ata... 为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题,搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先,理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Atan算法中参与反正切运算的正弦与余弦两路信号的影响。然后,针对外调制或伴生调幅较小的情况,提出了一种基于系数补偿的改进型PGC-Atan算法(PGC-CC-Atan)。该算法通过构造与C值和载波相位延迟有关的系数,消除反正切运算中的非线性参数。针对内调制情况,提出了一种基于椭圆拟合的改进型PGC-Atan算法(PGCEF-Atan)。该算法通过基于分块矩阵的最小二乘法拟合椭圆并提取3个椭圆参数,进而将受非线性因素影响的正弦与余弦两路信号校正为正交信号。最后,通过仿真验证了改进型算法的正确性,并采用高调制特性的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和常规腔长的EFPI等搭建PGC解调系统,对比经典PGC-Atan算法与两种改进型算法的解调性能,证实了改进型算法非线性失真抑制的有效性。实验结果表明:一定C值范围内,两种改进型算法可在非线性因素影响下有效解调。PGC-EF-Atan算法相较于PGC-CC-Atan算法,解调信纳比提升了11.602 dB,总谐波失真降低了10.951%。两种改进型算法中,PGC-EF-Atan算法对非线性失真的抑制效果更好,且解调线性度良好,准确度高。 展开更多
关键词 相位生成载波解调 非线性失真 椭圆拟合 光纤法珀传感器
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相位生成载波解调方法的研究 被引量：19
3
作者 孙韦 于淼 +3 位作者 常天英 陈建冬 崔洪亮 庞铄 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期221-228,共8页
为了获得更高的线性度和更强的抗干扰能力,提出一种改进的相位生成载波解调算法.利用滤去直流量的干涉信号及其与基频相混频的信号来进行运算,将两路信号倍频后的差分结果与其相乘后的微分结果相除来实现对被测信号的解调.该方法可有效... 为了获得更高的线性度和更强的抗干扰能力,提出一种改进的相位生成载波解调算法.利用滤去直流量的干涉信号及其与基频相混频的信号来进行运算,将两路信号倍频后的差分结果与其相乘后的微分结果相除来实现对被测信号的解调.该方法可有效消除光源扰动和直流分量对解调结果的影响.仿真结果验证了改进解调算法的可行性及优势,与传统算法相比获得了更高的线性度和更强的抗干扰能力,并打破了基频混频只适用于小信号的局限性.搭建实验系统进行验证,结果表明改进算法的频率解调准确率较高,且强度响应一致性较好. 展开更多
关键词 光纤传感 相位解调 相位生成载波 直流分量 光源扰动
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数字化相位载波解调方案在光纤水听器系统中的实现 被引量：20
4
作者 倪明 熊水东 +1 位作者 孟洲 张仁和 《应用声学》 CSCD 北大核心 2004年第6期5-11,共7页
本文分析了干涉型光纤水听器内调制相位载波(PGC)调制解调的原理,提出了PGC调制解调的全数字化方案,通过计算机仿真,并在光纤水听器系统中实现了PGC的数字化解调。实验室光纤水听器与标准水听器对比测试以及实际海况试验都证明,数字化PG... 本文分析了干涉型光纤水听器内调制相位载波(PGC)调制解调的原理,提出了PGC调制解调的全数字化方案,通过计算机仿真,并在光纤水听器系统中实现了PGC的数字化解调。实验室光纤水听器与标准水听器对比测试以及实际海况试验都证明,数字化PGC解调技术在光纤水听器系统的实现对水声信号的检测是有效的。 展开更多
关键词 调制解调 相位载波 解调技术 干涉型光纤水听器 数字化 对比测试 计算机仿真 pgc 系统 方案
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基于同步载波提取的光纤传感器相位生成载波解调方法 被引量：5
5
作者 张毅 贾波 +2 位作者 许海燕 吴红艳 肖倩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1531-1535,共5页
利用3×3耦合器和法拉第旋转镜等光学元件,构造了一个基于迈克尔逊干涉系统的光纤振动传感器.使用外调制的方法对传输光进行相位生成载波调制,并将该光纤振动传感器应用于长距离的安全监测中.通过对该传感器的干涉输出信号进行贝塞... 利用3×3耦合器和法拉第旋转镜等光学元件,构造了一个基于迈克尔逊干涉系统的光纤振动传感器.使用外调制的方法对传输光进行相位生成载波调制,并将该光纤振动传感器应用于长距离的安全监测中.通过对该传感器的干涉输出信号进行贝塞尔展开分析,发现干涉输出信号中含有与外调制所使用的载波频率相同的信号成分.因此,使用一个中心频率为载波频率且通带很窄的带通滤波器,可以同步地提取载波信号.同步提取的载波信号用于干涉输出信号的相位生成载波被动零差解调,可以得到作用于光纤振动传感器上的外界振动信号.本文提出了从输出信号中同步提取载波的方法,通过理论推导得出了该方法的可行性,并且通过软件仿真和实验验证了该理论的正确性.文中还对提取的载波受低频信号干扰,造成其幅度不稳定的现象进行分析并提出了解决方法.研究表明,同步载波提取法适用于相位调制器与干涉信号输出端距离较远,相位生成载波解调需要的同源载波获取较困难的情况. 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤传感器 同步载波提取 相位生成载波解调
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用于干涉型光纤传感器的相位生成载波解调技术 被引量：20
6
作者 黄建辉 曹芒 +1 位作者 李达成 程晓辉 《光学技术》 CAS CSCD 2000年第3期228-231,共4页
相位生成载波技术是用于光纤传感器中很重要的一种信号解调方法。简要说明了相位生成载波调制的原理和两种基本的调制方法 ,着重介绍了相位生成载波调制信号的解调方法 ,包括 :零差法、伪外差法和合成外差法 ,并对以上各种方法进行了分... 相位生成载波技术是用于光纤传感器中很重要的一种信号解调方法。简要说明了相位生成载波调制的原理和两种基本的调制方法 ,着重介绍了相位生成载波调制信号的解调方法 ,包括 :零差法、伪外差法和合成外差法 ,并对以上各种方法进行了分析比较。对相位生成载波技术在干涉型光纤传感器中的应用作了详细的介绍。针对现在最有希望用于智能结构的光纤布拉格光栅传感器 ,介绍了相位生成载波技术在这方面的应用。 展开更多
关键词 相位生成载波解调 干涉型光纤传感器
原文传递
相位连续频移键控相干解调载波的提取 被引量：6
7
作者 严立中 张正华 《国外电子测量技术》 2005年第12期5-8,共4页
介绍了相位连续频移键控系统相干解调原理,并重点推导了解调时所需同步载波的几种产生方法和电路结构,为通信系统提高抗噪性能提供了条件。
关键词 MSK GMSK 相位变化 相干解调 载波提取
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载波相位误差对解调性能的影响分析 被引量：13
8
作者 于开勇 李静芳 潘申富 《无线电通信技术》 2014年第1期26-27,40,共3页
对MPSK、QAM信号载波相位误差对于解调性能的影响进行了定量分析,推导给出了载波估计方差较小时BPSK、QPSK信号载波相位误差对解调性能影响的表达式。根据定量分析结果,载波估计方差较小时对BPSK、QPSK信号载波估计方差与误码率的关系... 对MPSK、QAM信号载波相位误差对于解调性能的影响进行了定量分析,推导给出了载波估计方差较小时BPSK、QPSK信号载波相位误差对解调性能影响的表达式。根据定量分析结果,载波估计方差较小时对BPSK、QPSK信号载波估计方差与误码率的关系进行了仿真,仿真结果和理论分析结果是一致的。结果表明在Es/N0为2、载波估计方差小于1×10-2的情况下,载波相位误差对于解调性能的影响小于0.2 dB。 展开更多
关键词 载波恢复 相位误差 解调性能
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干涉型光纤传感器相位载波系统解调能力分析 被引量：1
9
作者 王凯 武帅 +3 位作者 贺胜男 李丹丹 樊彦恩 陈信伟 《科技创新与应用》 2015年第17期15-16,共2页
在光纤干涉型传感解调系统中,针对相位生成载波(PGC,Phase Generated Carrier)解调系统可恢复输入信号能力,提出将卡森准则引入到PGC调相带宽设计领域。结合光纤传感器工程应用中常见的宽频信号激励形式,给出宽带信号解调评价指标,以验... 在光纤干涉型传感解调系统中,针对相位生成载波(PGC,Phase Generated Carrier)解调系统可恢复输入信号能力,提出将卡森准则引入到PGC调相带宽设计领域。结合光纤传感器工程应用中常见的宽频信号激励形式,给出宽带信号解调评价指标,以验证PGC卡森宽带调相带宽估计外推公式的估计准确性和适用性,统一指导PGC系统无失真解调输入信号能力的设计。 展开更多
关键词 相位生成载波 光纤干涉型传感器 卡森准则 pgc解调 可承受信号能力
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匹配型迈克尔逊干涉结构中PZT相位调制对PGC解调算法的影响 被引量：1
10
作者 王夏霄 刘旭 +2 位作者 于佳 王婷婷 马福 《激光杂志》 北大核心 2020年第3期17-20,共4页
通过对相位生成载波(PGC)解调算法的仿真以及参考大量相关文献,可以发现调制度C对PGC解调结果有着极其重要的影响。而调制度C的大小由压电陶瓷PZT(Piezoelectric Transducter)对光路实际产生的相位调制决定,因此,对PZT光相位调制器相位... 通过对相位生成载波(PGC)解调算法的仿真以及参考大量相关文献,可以发现调制度C对PGC解调结果有着极其重要的影响。而调制度C的大小由压电陶瓷PZT(Piezoelectric Transducter)对光路实际产生的相位调制决定,因此,对PZT光相位调制器相位调制常数的校准以及实际产生的相位调制计算很重要。其中对于光相位调制器相位调制常数的校准,可以根据PZT的特性,对PZT施加固定频率的三角波电压,观察干涉信号的变化。通过分析匹配型迈克尔逊干涉仪的PZT调制方式,给出计算调制度C的公式,并分析了调制方式对载波调制度大小和相位的影响,得出PZT对光路信号调制两次,与PZT的调制度两次叠加基本相等,但是会对载波基频增加一个固定的相位延迟,对调制解调算算法有影响,需计算其具体大小,在运算时消掉其影响。 展开更多
关键词 干涉仪 相位生成载波 pgc解调 压电陶瓷 载波相位延迟
原文传递
VSB解调器中的载波相位跟踪环 被引量：1
11
作者 张朝阳 仇佩亮 王匡 《电路与系统学报》 CSCD 1998年第3期45-50,共6页
本文提出了一种专门用于数字ＶＳＢ解调的载波相位跟踪环。它实际上包括两个可视作相互独立的子环，其一用于相位跟踪，另一用于幅度抖动补偿。在噪声和非噪声环境下，该环路均具有较好的性能，文中对此进行了理论分析和计算机仿真。结... 本文提出了一种专门用于数字ＶＳＢ解调的载波相位跟踪环。它实际上包括两个可视作相互独立的子环，其一用于相位跟踪，另一用于幅度抖动补偿。在噪声和非噪声环境下，该环路均具有较好的性能，文中对此进行了理论分析和计算机仿真。结果表明，在ＨＤＴＶ地面传输系统约１５ｄｂ的信噪比门限下，该环路仍能可靠地工作。 展开更多
关键词 载波相位跟踪环 VSB解调器 HDTV
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基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究 被引量：2
12
作者 王晨 吕公河 +2 位作者 徐雷良 牟风明 尚盈 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期78-84,共7页
分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全... 分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor,DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1~320.0Hz,本底噪声平均约为50μrad/√Hz,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5~3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 全同弱光栅阵列 相位载波解调 井中地震勘探 VSP采集 信噪比
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基于相位产生载波技术的光纤解调器 被引量：1
13
作者 李勤 李文韬 王志峰 《电声技术》 2021年第9期59-63,共5页
提出一种基于相位产生载波技术的光纤解调器,它可以给光纤检波器阵列提供光能并实现对光纤检波器阵列中光波相位携带震动信息的接收和解调.光纤解调器由光发射机、光接收机、供电电路及通信电路组成.光发射机发出携带调制载波的光脉冲,... 提出一种基于相位产生载波技术的光纤解调器,它可以给光纤检波器阵列提供光能并实现对光纤检波器阵列中光波相位携带震动信息的接收和解调.光纤解调器由光发射机、光接收机、供电电路及通信电路组成.光发射机发出携带调制载波的光脉冲,经过光学复用后注入光纤检波器阵列.通过光接收机对光纤检波器阵列敏感到携带地震信息的光波进行接收,经过光波的解复用后,对干涉信号进行光电转换、数据采集及信号解调,最终得到原始的地震数据.通信电路与GPS授时器、主缆的通信光纤以及光接收机的输出连接,给解调后的数据打时标,并实现与相邻解调器或地震记录仪的通信. 展开更多
关键词 光学干涉 数据采集 相位产生载波 光纤解调器
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基于数字高速数据解调的Trellis-Coded MPSK与载波相位噪声
14
作者 李晶 杨军 +1 位作者 张尔扬 沈荣骏 《飞行器测控学报》 2005年第1期85-89,共5页
本文基于一种数字解调系统分析了在AWGN信道中载波相位噪声对 Trellis-Coded MPSK 的影响.同时利用存在载波相位噪声条件下的误码率上界公式,运用仿真工具simulink对未编码情况下的QPSK 与Trellis-Coded MPSK及级联卷积编码情况下的QPSK... 本文基于一种数字解调系统分析了在AWGN信道中载波相位噪声对 Trellis-Coded MPSK 的影响.同时利用存在载波相位噪声条件下的误码率上界公式,运用仿真工具simulink对未编码情况下的QPSK 与Trellis-Coded MPSK及级联卷积编码情况下的QPSK 与Trellis-Coded MPSK进行了蒙特卡罗仿真.分析结果表明:TCM-8PSK具有较强的载波相位噪声抑制能力.该结果对于进一步研究TCM-8PSK在卫星数传系统中的应用具有重要的参考价值. 展开更多
关键词 MPSK QPSK 数据解调 载波相位 数传系统 数字解调系统 卷积编码 能力 公式 情况
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改进式相位生成载波调制解调方法 被引量：7
15
作者 郎金鹏 常天英 +3 位作者 陈建冬 刘野 崔洪亮 于淼 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期64-68,共5页
在对调制方法、混频原理、调制深度取值等问题深入研究的基础上,为得到更高的抗干扰能力,结合相位生成载波调制解调技术与微分交叉相乘解调算法,引入除法运算,提出一种改进的相位生成载波解调算法,以抑制光强扰动对解调结果的影响,并与... 在对调制方法、混频原理、调制深度取值等问题深入研究的基础上,为得到更高的抗干扰能力,结合相位生成载波调制解调技术与微分交叉相乘解调算法,引入除法运算,提出一种改进的相位生成载波解调算法,以抑制光强扰动对解调结果的影响,并与传统的微分交叉相乘解调算法在光源产生低频干扰时的解调效果对比,进行仿真实验.对比信号源分别为20 Hz与200 Hz时的解调效果,结果表明,在光源有1Hz低频扰动的情况下,在高频信号解调的结果中,改进的解调算法可以准确地实现对待测信号的解调,解调结果与传统方法相比具有更高的线性度. 展开更多
关键词 信号处理 相位生成载波 微分交叉相乘 光源扰动 解调 低频干扰
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干涉型光纤水听器相位载波解调技术 被引量：9
16
作者 李玉深 周波 李绪友 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第2期14-17,20,共5页
通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号... 通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号的影响。在这一思想的指导下完成了光纤水听器相位载波(PGC)解调电路的设计,给出了实验测试结果。 展开更多
关键词 干涉型光纤水听器 相位载波 解调技术 信号检测 系统仿真
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Mach-Zehnder光纤干涉仪相位载波调制及解调方案的研究 被引量：3
17
作者 唐晓琪 唐继 《计量学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期10-12,共3页
本文根据Mach Zehnder光纤干涉仪相位调制与双光束干涉测量的特点 ,提出了一种采用相位调制器 (PZT)实现相位载波调制 ,利用贝塞耳函数进行傅里叶分解实现相位调制信号解调的检测方案。理论分析表明 。
关键词 Mach-Zehnder光纤干涉仪 相位调制 零差检测 双光束干涉测差 相位载波调制 解调
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QAM解调中载波相位估计算法研究
18
作者 范志夫 刘湛 《信息技术》 2007年第9期124-126,共3页
QAM在相干解调时,接收机需要提供一个与发射机调制载波同频同相的相干载波,以保证接收机以较低的错误概率恢复出发送信号,载波提取性能的好怀是评价接收机性能的重要标准。可见,为了保证信息的可靠传输,对载波频率偏移和相位偏移的估计... QAM在相干解调时,接收机需要提供一个与发射机调制载波同频同相的相干载波,以保证接收机以较低的错误概率恢复出发送信号,载波提取性能的好怀是评价接收机性能的重要标准。可见,为了保证信息的可靠传输,对载波频率偏移和相位偏移的估计方法的研究与改进具有重要意义,为此,研究了一种面向判决的载波相位估计算法,仿真结果表明效果较好。 展开更多
关键词 QAM 解调 载波相位 估计算法
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混合干涉型分布式光纤传感器PGC信号解调设计与实验分析 被引量：6
19
作者 朱俊 王强 +1 位作者 谷小红 杨其华 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期660-666,共7页
对一种基于马赫-曾德尔和萨格纳克混合干涉仪原理的分布式光纤泄漏检测系统调制解调技术进行研究,对PGC解调技术进行理论分析。针对所选泄漏分布式光纤传感特点设计了PGC解调硬件电路,并对PGC解调电路进行了测试。实验中待测信号为0~50k... 对一种基于马赫-曾德尔和萨格纳克混合干涉仪原理的分布式光纤泄漏检测系统调制解调技术进行研究,对PGC解调技术进行理论分析。针对所选泄漏分布式光纤传感特点设计了PGC解调硬件电路,并对PGC解调电路进行了测试。实验中待测信号为0~50kHz,载波频率为300kHz,截止频率为50kHz,移相后与待测信号的相关系数达到0.95,谐波失真小于3%,泄漏源位置为7.865km,泄漏检测定位系统绝对定位误差为235 m,相对定位误差为2.35%。本解调定位系统具有稳定性和抗干扰性。 展开更多
关键词 分布式光纤 混合干涉 pgc解调技术 载波频率
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?-OTDR系统中的相位解调方法研究进展 被引量：6
20
作者 王磊 李永倩 +1 位作者 张立欣 李红 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期69-74,共6页
随着相位敏感光时域反射计(?-OTDR)技术的发展与应用,传统的幅度解调方法已经很难满足人们对高质量传感的需求,而相位解调方法凭借其对相位信息解调的高灵敏性和高精确度的优势,近年来引起了国内外的广泛关注。综述了?-OTDR系统中相位... 随着相位敏感光时域反射计(?-OTDR)技术的发展与应用,传统的幅度解调方法已经很难满足人们对高质量传感的需求,而相位解调方法凭借其对相位信息解调的高灵敏性和高精确度的优势,近年来引起了国内外的广泛关注。综述了?-OTDR系统中相位解调方法的研究进展,介绍了相位生成载波解调法、基于3×3耦合器的解调法和数字相干IQ解调法3种?-OTDR系统中的相位解调方法,并简单分析了这几种方法的优缺点。对未来基于?-OTDR的传感系统中解调方法的优化及新方法的提出具有重要的意义。 展开更多
关键词 传感器技术 Ф-OTDR 相位解调 相位生成载波解调法 3×3耦合器解调法 数字相干IQ解调法
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