[发明专利]一种可灵活扩展角速度测量范围的光纤陀螺

权利要求书

1.一种可灵活扩展角速度测量范围的光纤陀螺，该光纤陀螺包括光源(1)、光电探测器(2)、光纤耦合器(3)、相位调制器(4)以及信号处理模块(5)；光源(1)的尾纤和光电探测器(2)分别接光纤耦合器(3)同一侧的光纤，光纤耦合器(3)另一侧一根尾纤接相位调制器的入纤，光纤耦合器另一侧的另一根处于自由状态，光电探测器(2)将光信号转换为电信号后送给信号处理模块(5)，信号处理模块(5)对其进行采样，同时信号处理模块(5)为相位调制器提供调制信号；其特征在于：该光纤陀螺还包括第一光纤环(6)和第二光纤环(7)，光纤陀螺的干涉回路的光纤长度为第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的光纤长度和，而面积矢量为两个光纤环的面积矢量之和；通过控制第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的面积矢量参数实现对于角速度测试范围的灵活配置。

2.根据权利要求1所述的一种可灵活扩展角速度测量范围的光纤陀螺，其特征在于所述第一光纤环(6)和第二光纤环(7)具有以下特征：

A、第一光纤环(6)和第二光纤环(7)之间为串联关系，第一光纤环(6)的一个光纤端口和第二光纤环(7)的一个光纤端口相互连接，而第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的另外一个光纤端口分别和相位调制器(4)的两个尾纤相互连接；第一光纤环(6)和第二光纤环(7)串联起来作为光纤陀螺的干涉环路，干涉环路的长度为第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的长度之和，渡越时间为光在第一光纤环(6)和第二光纤环(7)中传播的时间之和，渡越时间是光纤陀螺调制解调周期的基本单位，如果渡越时间不变，则调制解调的周期和频率保持固定不变；

B、光纤陀螺中的第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的面积矢量方向相反，具体是使得两个光纤环的敏感轴相互平行，并且方向相反，对应于两个光纤环的绕线平面在同一个平面内，但绕线方向相反；

C、第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的直径相等，通过控制光纤环光纤绕制长度实现面积矢量参数的灵活配置；

D、通过控制面积矢量的参数实现系统角速度测量范围的灵活配置。

3.根据权利要求1所述的一种可灵活扩展角速度测量范围的光纤陀螺，其特征在于：所述角速度测量范围的配置方法如下：记所述第一光纤环(6)和第二光纤环(7)的直径为D，长度分别为L_P、L_N，记L＝L_P+L_N，dL＝L_P-L_N，那么其可测量的最大角速度Ω_π为：

Ω_π＝λc/(2D×dL)

式中λ、c分别为光源波长和真空中的光速，配置过程保持L不变，改变dL的参数大小，从而改变Ω_π的大小；由于L不变，所以渡越时间不变，从而信息处理模块不需改变调制解调周期和频率即可满足不同角速度测量范围的信息处理要求，这实现了光纤陀螺的标准化和模块化。