CN207487812U - 一种基于fbg的高灵敏水听器阵列装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，包括宽带光源、脉冲调制器、掺铒光纤放大器、环形器、解波分复用器、光电转换电路、解调系统以及信号处理系统；所述宽带光源与所述脉冲调制器连接，所述脉冲调制器与所述掺铒光纤放大器连接，所述掺铒光纤放大器与所述环形器连接，所述环形器与所述解波分复用器连接，所述解波分复用器与所述光电转换电路连接，所述光电转换电路与所述解调系统连接，所述解调系统与所述信号处理系统连接；所述环形器上通过光开关连接至一级耦合器，所述一级耦合器依次连接多个光纤光栅。所述基于FBG的高灵敏水听器阵列装置能够在海洋环境下，实现大范围的水听器阵列探测，保证探测网络的间隔。

Description

一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，属于水下声音监测技术领域。

背景技术

现有的水听器阵列装置是利用光纤光栅传感器进行信号探测，再利用波分复用方式在单根光纤中传播多波长信号。再利用解波分复用进行分离，从而达到单根光纤能够多点探测声音信号的目的。但这种方式下波分复用通道间隔有限，波段相对固定，无法实现大范围阵列探测。

因此有必要设计一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，其能够在海洋环境下，实现大范围的水听器阵列探测，保证探测网络的间隔。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，包括宽带光源、脉冲调制器、掺铒光纤放大器、环形器、解波分复用器、光电转换电路、解调系统以及信号处理系统；

所述宽带光源与所述脉冲调制器连接，所述脉冲调制器与所述掺铒光纤放大器连接，所述掺铒光纤放大器与所述环形器连接，所述环形器与所述解波分复用器连接，所述解波分复用器与所述光电转换电路连接，所述光电转换电路与所述解调系统连接，所述解调系统与所述信号处理系统连接；

其中，所述环形器上通过光开关连接至一级耦合器，所述一级耦合器依次连接多个光纤光栅。

进一步地，所述一级耦合器发射出两条光路，其中一条光路依次连接多个光纤光栅，另一条光路上连接一第一光延迟线，所述第一光延迟线连接至二级耦合器。

进一步地，所述二级耦合器发射出两条光路，其中一条光路依次连接多个光纤光栅，另一条光路上连接一第二光延迟线，所述第二光延迟线连接至三级耦合器，所述三级耦合器依次连接多个光纤光栅。

进一步地，所述光开关和所述一级耦合器的数量均为多个，每一所述光开关对应连接一个所述一级耦合器。

本实用新型具有以下有益效果：

所述基于FBG的高灵敏水听器阵列装置是根据光纤光栅能够将声音信号产生的应力转换为光信号，再对光信号进行调制处理。在大规模水听器阵列中，通过宽带光源发出的连续光经由脉冲调制器变为脉冲光，脉冲光经由掺铒光纤放大器放大后输入到环形器中，再经由光开关来控制光纤切换产生“空分”效果，同时光延迟线能够产生具有脉冲间隔的脉冲信号串产生“时分”效果。加上原基础上多波长信号的“波分”效果，再经由解波分复用器、光电探测电路和解调系统的信号处理系统，实现了水听器探测信号的传递处理，完成了大范围阵列探测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于FBG的高灵敏水听器阵列装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，本实用新型实施例提供一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，包括宽带光源1、脉冲调制器2、掺铒光纤放大器3、环形器4、解波分复用器9、光电转换电路10、解调系统11以及信号处理系统12。

所述宽带光源1与所述脉冲调制器2连接，所述脉冲调制器2与所述掺铒光纤放大器3连接，所述掺铒光纤放大器3与所述环形器4连接，所述环形器4与所述解波分复用器9连接，所述解波分复用器9与所述光电转换电路10连接，所述光电转换电路10与所述解调系统11连接，所述解调系统11与所述信号处理系统12连接。

其中，所述环形器4上通过光开关5连接至一级耦合器6，所述一级耦合器6依次连接多个光纤光栅(FBG)8。所述一级耦合器6发射出两条光路，其中一条光路依次连接多个光纤光栅8，另一条光路上连接一第一光延迟线7，所述第一光延迟线7连接至二级耦合器13。所述二级耦合器13发射出两条光路，其中一条光路依次连接多个光纤光栅8，另一条光路上连接一第二光延迟线14，所述第二光延迟线14连接至三级耦合器15，所述三级耦合器15依次连接多个光纤光栅8。通过耦合器和光延迟线依次分级下去，可以连接多个光纤光栅。

进一步地，所述光开关5和所述一级耦合器6的数量均为多个，每一所述光开关5对应连接一个所述一级耦合器6。

所述基于FBG的高灵敏水听器阵列装置的工作原理如下：

声信号的接收：海底的声信号会对光纤光栅8产生应力，从而使光纤中产生相对应的光信号。

原始光信号的调制：宽带光源1发出不同波长的光信号，通过脉冲调制器2变为光脉冲信号，实现波分和时分的功能。

光开关5的作用：切换不同光纤，实现空分的功能。

光延迟线的作用：通过耦合器能够分出两条光路，通过光延迟线产生不同时间间隔的信号，再利用光脉冲信号来实现时分的功能。

接收信号的后期处理：通过环形器4，搭载海底声音信息的光信号会随着原始信号回到处理系统。之后随着解波分复用器9、光电转换电路10、解调系统11和信号处理系统12的信号处理过程，能够将每个水听器的声音位置识别出来，从而实现大规模阵列水听器的探测功能。

综上所述，所述基于FBG的高灵敏水听器阵列装置是根据光纤光栅8能够将声音信号产生的应力转换为光信号，再对光信号进行调制处理。在大规模水听器阵列中，通过宽带光源1发出的连续光经由脉冲调制器2变为脉冲光，脉冲光经由掺铒光纤放大器3放大后输入到环形器4中，再经由光开关5来控制光纤切换产生“空分”效果，同时光延迟线能够产生具有脉冲间隔的脉冲信号串产生“时分”效果。加上原基础上多波长信号的“波分”效果，再经由解波分复用器9、光电探测电路和解调系统11的信号处理系统12，实现了水听器探测信号的传递处理，完成了大范围阵列探测。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，其特征在于，包括宽带光源、脉冲调制器、掺铒光纤放大器、环形器、解波分复用器、光电转换电路、解调系统以及信号处理系统；

所述宽带光源与所述脉冲调制器连接，所述脉冲调制器与所述掺铒光纤放大器连接，所述掺铒光纤放大器与所述环形器连接，所述环形器与所述解波分复用器连接，所述解波分复用器与所述光电转换电路连接，所述光电转换电路与所述解调系统连接，所述解调系统与所述信号处理系统连接；

其中，所述环形器上通过光开关连接至一级耦合器，所述一级耦合器依次连接多个光纤光栅。

2.如权利要求1所述的基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，其特征在于：所述一级耦合器发射出两条光路，其中一条光路依次连接多个光纤光栅，另一条光路上连接一第一光延迟线，所述第一光延迟线连接至二级耦合器。

3.如权利要求2所述的基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，其特征在于：所述二级耦合器发射出两条光路，其中一条光路依次连接多个光纤光栅，另一条光路上连接一第二光延迟线，所述第二光延迟线连接至三级耦合器，所述三级耦合器依次连接多个光纤光栅。

4.如权利要求1所述的基于FBG的高灵敏水听器阵列装置，其特征在于：所述光开关和所述一级耦合器的数量均为多个，每一所述光开关对应连接一个所述一级耦合器。