公开(公告)号：CN119071128B

公开(公告)日：2025-03-25

申请号：CN202411079642.5

申请日：2024-08-07

Applicant: 中国计量科学研究院 ,  北京航空航天大学

Inventor： 冯秀娟 ,  柯伟 ,  李立京 ,  何龙标 ,  牛锋 ,  李旭 ,  张小丽

IPC: H04L27/233

Abstract: 本发明公开了一种基于FFT、IFFT频域滤波的信号切片与重叠计算的相位解调方法，包括通过FFT后在频域上置零不需要的频率成分，实现高效的数字滤波；利用频域复数乘法和IFFT获得正交信号对；利用数据切片，重叠计算和解调结果重组极大地抑制了FFT算法存在的“端点效应”，从而实现相位解调。本发明解调流程中不需要传统的数字滤波即可消除信号中的不必要频率成分，并获得正交信号对；可通过多个FFT/IFFT模块并行计算的方法，极大地提高计算的效率，不仅适用于离线情况下的相位解调，同样可以在数字处理器，例如FPGA上进行实时相位解调；灵活性高，可针对特定的应用背景，设置不同的数据切片长度以加速相位解调过程。

公开(公告)号：CN102520374A

公开(公告)日：2012-06-27

申请号：CN201110388450.9

申请日：2011-11-29

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 王夏霄 ,  于佳 ,  李传生 ,  冯秀娟 ,  李立京 ,  邬战军 ,  张晞 ,  李彦

IPC: G01R33/032

Abstract: 一种具有双调制特征的光纤磁场传感器数字闭环检测装置，包括：光源驱动器、前放调理电路、模数采样电路、第一调制方波发生电路、阶梯波驱动电路、阶梯波发生电路、数字逻辑电路、第二调制方波发生电路和第二调制方波驱动电路以及干涉仪。通过第一调制方波发生电路和第二调制方波发生电路实现了对信号的双调制，并且通过方波的调制与解调实现了微弱信号的互相关检测，具有优良的检测灵敏度和大的测量动态范围；第二调制方波发生电路的引入，使传感器输出线性化，并可以区分磁场的方向，提高了磁场传感器的检测精度；由于采用闭环方案，使光纤磁场传感器的输出与光强无关，增强了系统的长期工作的稳定性，降低了对光路器件的要求。

公开(公告)号：CN102279300A

公开(公告)日：2011-12-14

申请号：CN201110117160.0

申请日：2011-05-06

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 王夏霄 ,  于佳 ,  张春熹 ,  李传生 ,  冯秀娟 ,  李立京 ,  邬占军 ,  张晞 ,  李彦

IPC: G01R15/24

Abstract: 本发明公开了一种全光纤电流互感器的开环信号检测方法，包括：采用周期为2τ，幅值为Vπ/2的不对称方波作为调制信号，对光信号进行相位调制，所述τ为所述全光纤电流互感器的渡越时间；在经过相位调制后的光信号发生干涉后，将发生干涉后的光信号转换为电信号；对所述电信号进行采样处理；在一个周期2τ中，将所述电信号正半周期的采样之和与负半周期的采样之和取差值，差值结果记为S1，将所述电信号的峰值采样之和记为S2，取S1除以S2的结果作为所述全光纤电流互感器的开环信号检测结果。本发明实施例还公开了一种全光纤电流互感器的开环检测装置。由于采用不对称方波作为调制信号，并在解调过程中通过特定的算法消除干涉输出结果中与光源功率、电路增益相关的因子，使得开环信号的检测结果仅与Faraday相移相关，提高了测量结果的准确性。

公开(公告)号：CN101498590B

公开(公告)日：2011-03-02

申请号：CN200910077387.X

申请日：2009-02-19

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 李立京 ,  冯秀娟 ,  王夏霄 ,  张晞 ,  李传生 ,  于佳

IPC: G01D5/26

Abstract: 本发明公开了一种干涉型光纤传感器及其控制工作点的数字闭环方法，首先在干涉仪的两束干涉光波之间引入方波相位调制信号，使干涉仪的输出信号由余弦响应变为方波误差信号；然后采用数字相关检测技术对方波误差信号进行解调，获得低频相位漂移的大小；之后由解调出的低频相位漂移产生补偿相移，并将该补偿相移反馈回光路中，用于抵消所述低频相位漂移，该过程反复多次，使干涉仪稳定在正交工作点。补偿了环境扰动产生的低频相位漂移，稳定了干涉仪的正交工作点，使系统始终工作在最灵敏的区域，提高了系统的稳定性。

公开(公告)号：CN119071127B

公开(公告)日：2025-04-29

申请号：CN202411079638.9

申请日：2024-08-07

Applicant: 中国计量科学研究院 ,  北京航空航天大学

Inventor： 冯秀娟 ,  柯伟 ,  李立京 ,  何龙标 ,  牛锋 ,  张小丽 ,  李旭

IPC: H04L27/233

Abstract: 本发明公开了一种基于特殊采样率的高效相位解调方法，包括利用特殊的采样率保证了待解调信号的频谱对称性，从而仅仅通过特定的延迟操作即可高效地获得外差干涉信号和参考信号的正交信号对；利用特殊采样率下经过特定延迟获得的正交信号对与一对参考信号正交信号对交叉混频及加减的的方式，获得与相位直接相关的正交信号对，可通过反正切、相位展开直接获得相位解调结果。本发明极大地简化了解调流程，仿真实验和实验测试结果表明，该解调方案尤其适用于激光测振仪的校准，与传统的方案相比，本发明极大地降低了对数字处理器性能的要求，有利于推动低成本、高精度的激光干涉法水声新基准的建立。

公开(公告)号：CN114489565B

公开(公告)日：2024-01-30

申请号：CN202210137729.8

申请日：2022-02-15

Applicant: 中国计量科学研究院 ,  北京航空航天大学

Inventor： 冯秀娟 ,  柯伟 ,  李立京 ,  何龙标 ,  牛锋 ,  杨平 ,  郑云山

IPC: G06F7/544

Abstract: 本发明涉及信号处理技术领域，具体地说是一种基于双计数器的相位展开算法，计算前后相位之间的差值，判断差值是否大于相位发生截断的界限值，若大于则相应计数器加1，都不满足则判断计数器相对大小，数值大的计数器减去数值小的计数器，将结果赋给数值大的计数器，将数值小的计数器数值置0，计算两个计数器差值，对相位做第一步补偿。计算当前相位值与后相位值及前相位值间的差值，比较相位值差分结果与界限值大小，若数值差分结果均大于界限值，当前相位值减去2倍界限值；若数值差分结果均小于界限值，则当前相位值加上2倍的界限值，否则保持不变，本发明解决相位展开算法存在速度慢、复杂度高问题，将相位展开算法同时适用于FPGA平台。

公开(公告)号：CN102854360A

公开(公告)日：2013-01-02

申请号：CN201210288675.1

申请日：2012-08-14

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 王夏霄 ,  冯秀娟 ,  王熙辰 ,  李传生 ,  于佳

IPC: G01R15/24

Abstract: 本发明公开了一种光纤电流互感器传输光谱的稳定控制装置，属于光纤传输技术领域。所述的稳定控制装置在偏振器前端设置第一光纤滤波器，在传感单元前端设置第二光纤滤波器，消除光纤电流互感器中由于对轴误差及温度引起光学器件光谱窗口漂移引入的光波谱形和功率变化，使光纤电流互感器中传输光谱稳定，消除传感单元Faraday效应的积分光相移误差。本发明提供的基于光纤滤波器的全光纤电流互感器光路新方案解决了传统光路中光纤之间以及光纤与器件之间难以精确对轴以及温度漂移导致的光学器件光谱窗口漂移问题，消除了光谱波动对误差信号的影响，扩大了系统对直流随机相位漂移的跟踪范围，提高系统的抗干扰能力和稳定性。

公开(公告)号：CN102788595A

公开(公告)日：2012-11-21

申请号：CN201210264008.X

申请日：2012-07-27

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 王夏霄 ,  邬战军 ,  张猛 ,  李传生 ,  冯秀娟 ,  于佳 ,  李立京 ,  张晞

IPC: G01C25/00

Abstract: 本发明公开了一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，激励电流源包括信号发生器、转换放大电路和电流线圈。敏感光路包括光源、环形器、Y波导相位调制器、偏振分束器、保偏光纤环、λ/4波片、传感光纤、反射镜和探测器；模拟光纤陀螺信号处理检测电路包括前置放大电路、A/D转换电路、数字信号处理单元、第一D/A转换电路、第二D/A转换电路和锁相放大器；本发明应用的Faraday效应是采用正弦电流激励敏感光路产生，其中作为激励信号的正弦信号可以实现高频率输出，解决了光纤陀螺的频率特性测试的激励信号输出频率有限的问题，所以可以实现高带宽的评估。

公开(公告)号：CN102721827A

公开(公告)日：2012-10-10

申请号：CN201210172927.4

申请日：2012-05-29

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 王夏霄 ,  李立京 ,  于佳 ,  邬战军 ,  李传生 ,  冯秀娟 ,  李彦 ,  张晞

IPC: G01P15/03

Abstract: 本发明公开了一种光纤加速度计，该加速度计由控制单元、法拉第旋光器和传感单元组成，控制单元为传感单元产生两束正交模式的偏振光并通过相位调制器对该两束正交偏振光进行非互易的相位调制；法拉第旋光器位于控制单元与传感单元之间，其作用是使由传感单元返回的两束正交模式的偏振光实现模式互换，从而使控制单元产生的两正交偏振光在法拉第旋光器前的光路具有互易性；传感单元中的传感光纤均匀缠绕在弹性体上，传感光纤中传播由控制单元产生的两个正交模式的偏振光，质量块敏感待测加速度传递给弹性体，使弹性体发生相应形变从而在传感光纤的两正交偏振光中产生相位差，检测该相位差即可得到待测加速度。

公开(公告)号：CN102721460A

公开(公告)日：2012-10-10

申请号：CN201210173118.5

申请日：2012-05-29

Applicant: 北京航空航天大学

Inventor： 王夏霄 ,  邬战军 ,  李传生 ,  李立京 ,  于佳 ,  冯秀娟 ,  张晞 ,  李彦

IPC: G01H9/00

Abstract: 本发明公开了一种具有准互易光路的光纤水听器，宽谱光源发出的光经分路器、起偏器起偏成线偏光，通过45°熔点形成正交的两束光，经相位调制器分别调制后，通过延迟光纤经法拉第旋光器旋转45°，经保偏耦合器进入声探头，经声探头的保偏光纤，以90°熔点进入互易补偿光纤，经保偏耦合器返回法拉第旋光器旋转45°，经延迟光纤最后在起偏器处两个正交模式的偏振光发生干涉。光电探测器接收包含声压信息的干涉光信号，并将其转换为电信号提供给信号处理电路，信号处理电路检测电信号获取声压信号作为输出，同时将该输出信号施加给相位调制器以实现相位调制。本发明方法抑制了光路中偏振态随机波动，有效测量由于声压造成的相位信号。