[发明专利]一种基于补偿干涉的光纤水听器远程传输阵列系统及方法

权利要求书

1.一种基于补偿干涉的光纤水听器远程传输阵列系统，其特征在于，包括：

信号发射单元，包括输出端口，用于输出加载PGC调制与相位调制，并经过放大后的高功率光脉冲信号；

远程传输单元，包括下行光纤与返回光纤，下行光纤的入射端与信号发射单元的输出端口通过连接光纤相连，用于远程传输脉冲信号；

补偿干涉单元，具有非平衡臂差，包括输入端口与输出端口，补偿干涉单元的输入端口与下行光纤的出射端通过连接光纤相连，通过非平衡臂差将脉冲信号转换为具有延迟的脉冲信号对并输出；

光环形单元，包括第一端口、第二端口与第三端口，光环形单元的第一端口与补偿干涉单元的输出端口通过连接光纤相连，用于传输脉冲信号对；

光纤水听器阵列单元，具有时分复用传感阵列，包括输入输出端口，光纤水听器阵列单元的输入输出端口与光环形单元的第二端口通过连接光纤相连，用于对脉冲信号对进行分束、延迟，并将获取传感信号后的各延迟信号进行合束，以及将带有传感信号的时分复用干涉脉冲信号由输入输出端口传输至光环形单元的第二端口，光环形单元的第三端口与返回光纤的入射端通过连接光纤相连；

信号接收单元，包括输入端口，信号接收单元与返回光纤的出射端通过连接光纤相连，用于接收带有传感信号的时分复用干涉脉冲信号并对其进行解时分复用和PGC解调以获得时分复用传感阵列所获取的传感信息；

所述光纤水听器阵列单元包括N个第一光纤耦合器、N个第一延迟光纤与N+1个第一法拉第旋镜，其中，N为大于1的自然数；

所述第一光纤耦合器包括输入端口、第一输出端口与第二输出端口，所述第一法拉第旋镜包括输入输出端口，其中，第一个第一光纤耦合器的输入端口即为光纤水听器阵列单元的输入输出端口；

第一个第一光纤耦合器的输入端口与光环形单元的第二端口通过连接光纤相连，第一个第一光纤耦合器的第一输出端口与第一个第一法拉第旋镜的输入输出端口通过连接光纤相连；

第i个第一光纤耦合器的输入端口与第i-1个第一光纤耦合器的第二输出端口通过第i-1个第一延迟光纤相连，第i个第一光纤耦合器的第一输出端口与第i个第一法拉第旋镜的输入输出端口通过连接光纤相连，其中，i=2~N；

第N+1个第一法拉第旋镜的输入输出端口与第N个第一光纤耦合器的第二输出端口通过第N个第一延迟光纤相连；

所述补偿干涉单元为全单模非平衡迈克尔逊干涉结构，具体包括一第二光纤耦合器与两个第二法拉第旋镜；

所述第二光纤耦合器包括输入端口、第一输出端口、第二输出端口与第三输出端口，所述第二法拉第旋镜包括输入输出端口，其中，第二光纤耦合器的输入端口即为补偿干涉单元的输入端口，第二光纤耦合器的第三输出端口即为补偿干涉单元的输出端口；

所述第二光纤耦合器的输入端口与信号输入端通过连接光纤相连，所述第二光纤耦合器的第一输出端口与第一个第二法拉第旋镜的输入输出端口通过连接光纤相连，所述第二光纤耦合器的第二输出端口与第二个第二法拉第旋镜的输入输出端口通过第二延迟光纤相连；

所述第二光纤耦合器的第三输出端口与光环形单元的第一端口通过连接光纤相连；

所述第二延迟光纤的长度大于第一延迟光纤的长度，且差异值小于1m。

2.根据权利要求1所述基于补偿干涉的光纤水听器远程传输阵列系统，其特征在于，所述光纤水听器阵列单元还包括若干与第一延迟光纤一一对应的弹性柱体，所述第一延迟光纤盘绕在对应的弹性柱体上以用于构成时分复用传感阵列的传感探头。

3.根据权利要求1所述基于补偿干涉的光纤水听器远程传输阵列系统，其特征在于，各第一延迟光纤的长度相等。