本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)及方法，光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)主要包含光源模塊、調(diào)制模塊、放大模塊、耦合器、標(biāo)校模塊、探測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制電路及計算機(jī)，所述的測試方法原理是在光源輸入光功率確定的情況下，每條光路插入損耗總和與探測模塊探測到的光功率之和為定值，結(jié)合已知的標(biāo)校模塊插入損耗、分光損耗與探測模塊1、2探測到的光功率，得到光纖水聽器陣列中待測陣元的插入損耗。本發(fā)明專利技術(shù)消除了光源波動對測試的影響，克服了人工讀數(shù)標(biāo)定方法存在的偶然誤差，提高了光纖水聽器陣列插入損耗測試精度，滿足光纖水聽器陣列在成陣、運(yùn)輸及試驗(yàn)過程中狀態(tài)實(shí)時檢測的需求，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。泛的應(yīng)用前景。泛的應(yīng)用前景。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)及方法
：
[0001]本專利技術(shù)屬于光纖傳感
，具體涉及一種光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
：
[0002]全光纖水聽器陣列復(fù)用光路主要包括時分復(fù)用和波分復(fù)用兩大關(guān)鍵技術(shù)，其中時分復(fù)用技術(shù)的光功率平衡特性、損耗特性等關(guān)鍵性能一直受到廣泛關(guān)注。
[0003]在光纖水聽器陣列成陣過程中，每個光纖水聽器陣元及陣元間存在多個耦合器和光纖熔接點(diǎn)，這些耦合器和熔接點(diǎn)帶來的附加損耗及熔接損耗對水聽器陣元帶來的影響有所差異。此外，光纖水聽器陣列在運(yùn)輸和布陣過程中，不當(dāng)?shù)牟僮魍瑯訒沟霉饫w水聽器陣元的插入損耗發(fā)生變化。
[0004]傳統(tǒng)的光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)采取人工讀數(shù)的方式，但是人工讀數(shù)存在一定的誤差，并且隨著光纖水聽器陣列的大規(guī)模復(fù)用，人工讀數(shù)的方式所需要的時間越來越多。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
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[0005]本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是，提供一種光纖水聽器陣列插入損耗測試系統(tǒng)及方法，采用比較法，通過計算機(jī)讀取并計算光纖水聽器陣列陣元的插入損耗，大大增加了測量穩(wěn)定性和測試速度。
[0006]本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是，提供一種快速、準(zhǔn)確測量光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng),該系統(tǒng)系統(tǒng)由光源模塊、調(diào)制模塊、放大模塊、耦合器、標(biāo)校模塊、探測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制電路和計算機(jī)構(gòu)成。其中，
[0007]光源模塊，用于輸出1527nm
?
1565nm范圍內(nèi)特定波長的連續(xù)光信號，且波長可調(diào)；
[0008]調(diào)制模塊，用于將光源模塊輸出的連續(xù)光信號調(diào)制成脈沖光信號，調(diào)制周期與脈寬可調(diào)；
[0009]放大模塊，用于放大模塊顯示輸出光脈沖信號的光功率放大以應(yīng)對大插入損耗陣列；
[0010]耦合器，用于將放大模塊輸出的脈沖光信號分成兩路，一路進(jìn)入標(biāo)校模塊，一路進(jìn)入待測光纖水聽器陣列；
[0011]標(biāo)校模塊，用于調(diào)節(jié)標(biāo)校模塊插入損耗，其內(nèi)含電控衰減器；
[0012]探測模塊，用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，探測模塊包括探測模塊1探測模塊2；
[0013]控制電路，用于控制光源模塊波長輸出；控制調(diào)制模塊調(diào)制脈寬、調(diào)制周期輸出；控制放大模塊放大增益，控制標(biāo)校模塊中電控衰減器衰減倍數(shù)；
[0014]數(shù)據(jù)采集模塊，用于將探測模塊輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0015]計算機(jī)，用于讀取數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0016]優(yōu)選的，該系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)調(diào)制模塊的調(diào)制脈寬將探測模塊采集到的光信號為正
弦脈沖信號；該系統(tǒng)適用的待測光纖水聽器陣列是由K空分*M波分*N時分構(gòu)成，是一種典型的匹配式光纖水聽器陣列。
[0017]另外，所述系統(tǒng)利用光源模塊輸出光功率恒定的情況下，光纖水聽器陣列各陣元插入損耗與陣列輸出光功率的和為定值，結(jié)合已知的標(biāo)校模塊插入損耗與探測模塊1、探測模塊2探測到的光功率，得到待測光纖水聽器陣列各陣元插入損耗。
[0018]本專利技術(shù)還提供一種基于上述系統(tǒng)的光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試方法，具體步驟如下，
[0019]第一步：根據(jù)待測光纖水聽器陣列波分通道λ
N
,λ
N+1
,λ
N+2
,......,λ
M
設(shè)置光源輸出波長。
[0020]第二步：上位機(jī)根據(jù)反饋調(diào)節(jié)摻鉺光纖放大器(EDFA)至合適的放大增益，使得進(jìn)入探測模塊1的光功率在探測模塊1線性工作區(qū)域。
[0021]第三步：上位機(jī)根據(jù)反饋調(diào)節(jié)標(biāo)校模塊的電控衰減值，使得進(jìn)入探測模塊的光功率在探測模塊2線性工作區(qū)域，記衰減值為E。
[0022]第四步：上位機(jī)通過數(shù)據(jù)去噪、閾值判斷、波形擬合、波峰尋找等步驟后計算各陣元、標(biāo)校模塊正弦脈沖的幅值，并以矩陣的形式保存，記A
[i][j]＝V1；B
[i]＝V2；其中1≤i≤M；1≤j≤N。A
[i][j]為探測模塊1測得的第i個波分第j個時分光纖水聽器陣元電壓值，B
[i]為探測模塊2測得的第i個波分的標(biāo)校模塊的電壓值。
[0023]第五步：由公式即可求出第i個波分第j個時分光纖水聽器陣元的插入損耗。其中il
(標(biāo)校)
為耦合器進(jìn)入標(biāo)校模塊前的分光損耗，其中il
(陣列)
為耦合器進(jìn)入光纖水聽器陣列前的分光損耗，R1為探測模塊1的響應(yīng)度，R2為探測模塊2的響應(yīng)度。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0025]本專利技術(shù)能夠快速、精確地得到光纖水聽器陣列陣元的插入損耗，具有操作簡便、測量精度高等特點(diǎn)，滿足光纖水聽器陣列大規(guī)模復(fù)用中陣元插入損耗的測試需求。
附圖說明：
[0026]圖1為一種光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)組成示意圖；
[0027]圖2為一種光纖水聽器陣列陣元光程差測試方法流程圖；
[0028]圖3為某一波分下標(biāo)校模塊測得的電壓幅值圖；
[0029]圖4為待測陣列各陣元電壓幅值圖；
[0030]圖5為多次測量下待測陣列各陣元插入損耗示意圖。
具體實(shí)施方式：
[0031]下面結(jié)合附圖就具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明：
[0032]一種光纖水聽器陣列插入損耗測試系統(tǒng)，參見圖1與圖2，其由光源模塊、調(diào)制模塊、放大模塊、耦合器、標(biāo)校模塊、探測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制電路、計算機(jī)等組成，其中，探測模塊包括探測模塊1探測模塊2。本專利技術(shù)實(shí)施例中光源模塊、調(diào)制模塊、放大模塊、耦合器、標(biāo)校模塊和探測模塊放入一個獨(dú)立的機(jī)箱中，控制電路連接光源模塊、調(diào)制模塊、放大
模塊及標(biāo)校模塊的控制接口；光源模塊的光信號輸出接口連接調(diào)制模塊的光信號輸入接口，調(diào)制模塊的光信號輸出接口連接放大模塊的光信號輸入接口，放大模塊的光信號輸出接口連接耦合器的光信號輸入接口。
[0033]本實(shí)施例中，耦合器的分光比為1:49，其中分光比為1的光信號輸出接口接入標(biāo)校模塊，標(biāo)校模塊的光信號輸出接口連接探測模塊1的光信號輸入接口，探測模塊1的電信號輸出接口接入數(shù)據(jù)采集模塊的電信號接口；分光比為49的光信號輸入接口連接待測陣列，待測陣列的光信號輸出接口連接探測模塊2的光信號輸入接口，探測模塊2的電信號輸出接口連接數(shù)據(jù)采集模塊的電信號接口；數(shù)據(jù)采集模塊選用tek示波器，采樣速率為5GSA/s，數(shù)據(jù)采集模塊將探測模塊輸入的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。
[0034]本實(shí)施例中，設(shè)備在組裝前，提前測量、計算耦合器的分光損耗、探測模塊的電壓響應(yīng)度。
[0035]本實(shí)施例中，調(diào)制模塊的調(diào)制周期大于t1*N，其中t1為陣列相鄰?fù)ǖ篱g延時時間差，N為陣列時分?jǐn)?shù)。
[0036]基于上述測試系統(tǒng)的光纖水聽器陣列插入損耗測試檢測方法主要采用比較法，選用一種基于補(bǔ)償干涉的光纖水聽器陣列結(jié)構(gòu)作為待測陣列，其陣列復(fù)用度為16時分；具體操作如下：
[0037]第一步：根據(jù)待測光纖水聽器陣列波分通道λ本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng),其特征在于，該系統(tǒng)包括：光源模塊，用于輸出1527nm
?
1565nm范圍內(nèi)特定波長的連續(xù)光信號，且波長可調(diào)；調(diào)制模塊，用于將光源模塊輸出的連續(xù)光信號調(diào)制成脈沖光信號，調(diào)制周期與脈寬可調(diào)；放大模塊，用于放大模塊顯示輸出光脈沖信號的光功率放大以應(yīng)對大插入損耗陣列；耦合器，用于將放大模塊輸出的脈沖光信號分成兩路，一路進(jìn)入標(biāo)校模塊，一路進(jìn)入待測光纖水聽器陣列；標(biāo)校模塊，用于調(diào)節(jié)標(biāo)校模塊插入損耗，其內(nèi)含電控衰減器；探測模塊，用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，探測模塊包括探測模塊1探測模塊2；控制電路，用于控制光源模塊波長輸出；控制調(diào)制模塊調(diào)制脈寬、調(diào)制周期輸出；控制放大模塊放大增益，控制標(biāo)校模塊中電控衰減器衰減倍數(shù)；數(shù)據(jù)采集模塊，用于將探測模塊輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；計算機(jī)，用于讀取數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)，其特征在于：通過調(diào)節(jié)調(diào)制模塊的調(diào)制脈寬將探測模塊采集到的光信號為正弦脈沖信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)適用的待測光纖水聽器陣列是由K空分*M波分*N時分構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖水聽器陣列陣元插入損耗測試系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)利用光源模塊輸出光功率恒定的情況下，光纖水聽器陣列各陣元插入損耗與陣列輸出光功率的和為定值，結(jié)合已知的標(biāo)校模塊插入損耗與探測模塊1、探測模塊2探測到的光功率，得到待測光纖水聽器陣列各陣元插入損耗。5.一種光纖水聽...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：婁辛燦，徐漢鋒，潘筱屹，陳越洋，楊磊，
申請(專利權(quán))人：中國船舶集團(tuán)有限公司第七一五研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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