分布式光纖圍欄防護(hù)系統(tǒng)中偏振控制技術(shù)研究.pdf

1、光纖傳感具有性能穩(wěn)定、長(zhǎng)距離分布式測(cè)量、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，成為周界防護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)傳感原理的不同，光纖周界防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)主要分為:干涉技術(shù)、光纖光柵技術(shù)和光時(shí)域反射技術(shù)，其中基于雙馬赫曾德?tīng)?Mach-Zehnder，M-Z)干涉技術(shù)的周界防護(hù)系統(tǒng)由于具有靈敏度高、解調(diào)算法簡(jiǎn)單、低成本等特點(diǎn)得到廣泛關(guān)注。
　　本系統(tǒng)在定位時(shí)采用了互相關(guān)算法估計(jì)信號(hào)時(shí)延的方法，該方法要求兩路檢測(cè)信號(hào)具備較強(qiáng)的相關(guān)性。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于兩路傳

2、感光纖的偏振特性不一致，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)偏振相位偏移和偏振衰落現(xiàn)象，使兩路信號(hào)的相關(guān)性變差，造成定位時(shí)出現(xiàn)較大誤差，甚至無(wú)法定位。本文對(duì)系統(tǒng)的偏振控制方法進(jìn)行了深入的研究，主要內(nèi)容如下:
　　首先，搭建了分布式光纖周界防護(hù)系統(tǒng)，包括雙M-Z干涉儀、光電探測(cè)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字輸出模塊、偏振控制器(Polarization controller，PC)、鋯鈦酸鉛(Piezoelectric Ceramic Transducer，PZ

3、T)調(diào)制器等。
　　其次，完成了系統(tǒng)的軟件編程和硬件電路設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)包括:系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)、數(shù)字輸出卡電路設(shè)計(jì);軟件編程包括:數(shù)字輸出卡控制程序、采集卡控制程序、偏振控制算法程序以及定位算法。通過(guò)軟硬件構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)偏振態(tài)的手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
　　最后，對(duì)系統(tǒng)的偏振控制進(jìn)行模型分析，采用了以?xún)陕沸盘?hào)的峰峰值作為反饋控制條件的方法，對(duì)系統(tǒng)兩路信號(hào)峰峰值大小的不同情況進(jìn)行分析對(duì)比，實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)兩路信號(hào)峰峰值都較大，信號(hào)的相關(guān)性