【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于光纖陀螺儀，特別涉及一種小型光纖陀螺。
技術介紹
0、技術背景
1、各類軍民兩用自主無人系統(tǒng)，如制導系統(tǒng)、魚雷、通用航空航天器、軍用民用無人機、特種車輛、自主機器人、無人智能船舶和水下無人潛航器等，正成為一種新興的產業(yè)方向。自主無人系統(tǒng)在軍民兩用領域都有巨大的應用需求，蘊含著巨大的商業(yè)價值。而光纖陀螺則是其中不可或缺的關鍵器件。
2、國內光纖陀螺技術已經(jīng)達到了較高的水平，但體積過大仍然是制約我國軍、民品技術性能和適應性的技術瓶頸。目前光纖陀螺體積過大，無法滿足飛行制導系統(tǒng)、無人機、無人潛航器、魚雷、制導炮彈和無人車等武器裝備體積超小型化的需求，研究一種戰(zhàn)術級小型光纖陀螺是必然趨勢。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術提出一種小型光纖陀螺，用于縮小光纖陀螺的體積，從而適應武器裝備系統(tǒng)體積超小型化的迫切需求。具體技術方案如下：
2、一種小型光纖陀螺，包括光路部分和光電信息處理電路部分，其中光路部分包括光源驅動電路、sld光源、光電探測器、光纖耦合器、y波導、保偏光纖環(huán)，光電信息處理電路為集成模塊，集成模塊選擇一種將fpga與d/a、a/d轉換功能集成在一起的混合元器件u4構成；光路部分緊湊地分布在金屬殼體內部，保偏光纖環(huán)單獨安裝在與金屬殼體相鄰的半圓柱屏蔽罩內，與光路部分的其他器件隔離。
3、進一步的，光源驅動電路驅動sld光源發(fā)光，光經(jīng)過光纖耦合器進入y波導，y波導對接收的光信號進行相位調制，y波導的相位調制電壓由光路
4、進一步的，通過相位點的調制以及相位差的補償對y波導進行調制。
5、進一步的，采用隨機調制的方式進行相位點的調制，形成偏置調制信號。
6、進一步的，相位差補償指，光電探測器信號到達光電信息處理電路，在光電信息處理電路內由a/d轉換為數(shù)字量送至fpga進行數(shù)字差分調制處理，處理后進行積分累加構成階梯波。
7、進一步的，階梯波信號與偏置調制信號相疊加，形成y波導的控制信號，送入d/a轉換器；然后經(jīng)過運算放大器加到y(tǒng)波導控制端進行相位差反饋，補償sagnac相移，實現(xiàn)光纖陀螺的閉環(huán)控制。
8、進一步的，階梯波經(jīng)過濾波形成數(shù)字角速度信息。
9、進一步的，混合元器件u4采用baf1000。
10、有益效果
11、1)本專利技術首次使用將fpga與d/a、a/d轉換功能集成在一起的混合元器件，該混合元器件實現(xiàn)了光纖陀螺信號a/d轉換、d/a轉換以及光纖陀螺光路信息解算調制等閉環(huán)控制功能，大大減少了閉環(huán)控制電路的體積。采用本專利技術，能夠形成一種相比50光纖陀螺體積減少40％左右的小型化光纖陀螺。
12、2)采用u4后會導致da轉換非線性誤差增大，傳統(tǒng)的方波調制解調方法不能滿足光纖陀螺指標的要求。本專利技術采用一種隨機相位跳變的調制方法，將8狀態(tài)馬氏鏈引入調制信號，通過狀態(tài)旋轉隨機選擇調制相位，減小調制信號對模擬信號的干擾，抑制非線性誤差。
13、3)采用傳統(tǒng)的圓柱形結構，小型光路系統(tǒng)易受內部熱源、磁場、應力等影響，導致陀螺精度嚴重降低。本專利技術設計的異形小型光路結構，將光路器件緊湊地分布在金屬殼體內部，并將光纖環(huán)單獨安裝在半圓柱的屏蔽罩內，與其他光學器件隔離，既減少了光纖環(huán)對其他光學器件的磁干擾，同時有效降低外界環(huán)境波動引入的噪聲提高光纖陀螺環(huán)境適應性。
14、4)本專利技術方法能夠在保證精度的情況下減小光纖陀螺體積，滿足武器裝備體積超小型化的需求。
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1.一種小型光纖陀螺，包括光路部分和光電信息處理電路部分，其中光路部分包括光源驅動電路、SLD光源、光電探測器、光纖耦合器、Y波導、保偏光纖環(huán)，光電信息處理電路為集成模塊，其特征在于：集成模塊選擇一種將FPGA與D/A、A/D轉換功能集成在一起的混合元器件U4構成；光路部分緊湊地分布在金屬殼體內部，保偏光纖環(huán)單獨安裝在與金屬殼體相鄰的半圓柱屏蔽罩內，與光路部分的其他器件隔離。
2.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：光源驅動電路驅動SLD光源發(fā)光，光經(jīng)過光纖耦合器進入Y波導，Y波導對接收的光信號進行相位調制，Y波導的相位調制電壓由光路信息處理電路提供，相位調制后的兩路光信號進保偏光纖環(huán)發(fā)生干涉后再次進入Y波導，然后經(jīng)過光纖耦合器進入光電探測器，將光信號轉換為電信號后進入光路信息處理電路，光路信息處理電路輸出陀螺角速度。
3.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：通過相位點的調制以及相位差的補償對Y波導進行調制。
4.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：采用隨機調制的方式進行相位點的調制，形成偏置調制信號。
5.
6.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：階梯波信號與偏置調制信號相疊加，形成Y波導的控制信號，送入D/A轉換器；然后經(jīng)過運算放大器加到Y波導控制端進行相位差反饋，補償Sagnac相移，實現(xiàn)光纖陀螺的閉環(huán)控制。
7.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：階梯波經(jīng)過濾波形成數(shù)字角速度信息。
8.根據(jù)權1-7所述的任意一種小型光纖陀螺，其特征在于：混合元器件U4采用BAF1000。
...【技術特征摘要】
1.一種小型光纖陀螺，包括光路部分和光電信息處理電路部分，其中光路部分包括光源驅動電路、sld光源、光電探測器、光纖耦合器、y波導、保偏光纖環(huán)，光電信息處理電路為集成模塊，其特征在于：集成模塊選擇一種將fpga與d/a、a/d轉換功能集成在一起的混合元器件u4構成；光路部分緊湊地分布在金屬殼體內部，保偏光纖環(huán)單獨安裝在與金屬殼體相鄰的半圓柱屏蔽罩內，與光路部分的其他器件隔離。
2.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：光源驅動電路驅動sld光源發(fā)光，光經(jīng)過光纖耦合器進入y波導，y波導對接收的光信號進行相位調制，y波導的相位調制電壓由光路信息處理電路提供，相位調制后的兩路光信號進保偏光纖環(huán)發(fā)生干涉后再次進入y波導，然后經(jīng)過光纖耦合器進入光電探測器，將光信號轉換為電信號后進入光路信息處理電路，光路信息處理電路輸出陀螺角速度。
3.根據(jù)權1所述的一種小型光纖陀螺，其特征在于：通...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李曉霞，朱福祥，姚廷偉，趙一鳴，
申請(專利權)人：河北漢光重工有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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