[发明专利]一种基于光纤迈克尔逊干涉仪的声源定位系统

摘要

本发明属于光纤传感及信号处理技术领域，具体为一种基于光纤迈克尔逊干涉仪的声源定位系统。是由N个光纤迈克尔逊干涉仪构成的阵列系统，包括分布式反馈激光器、1×N分束器、N个3×3光纤耦合器、2N个光纤线圈、2N个法拉第旋转镜、2N个PIN光电探测器、数据采集设备和装有声源定位软件的计算机。激光器发出的光经1×N分束器被均分成N束，分别进入N个不同的光纤迈克尔逊干涉仪进行干涉，每个光纤迈克尔逊干涉仪到达声源的位置不同，到达光纤迈克尔逊干涉仪的信号之间存在时间差。根据时间差并通过建立几何模型可以计算得到声源的位置。本发明能够有效确定声源位置，具有较高的灵敏度和精度，在声测定位领域有着巨大的应用价值。

主权项

1. 一种基于光纤迈克尔逊干涉仪的声源定位系统，其特征在于，由N个光纤迈克尔逊干涉仪构成的阵列系统，具体包括：分布式反馈激光器，1×N分束器，N个3×3光纤耦合器，N个参考臂光纤线圈，N个传感臂光纤线圈：S₁，S₂,… ,S_N，2N个法拉第旋转镜，2N个PIN型光电探测器：PINA_i和PINB_i，i=1，2，… ,N，数据采集设备DAQ和装有声源定位软件的计算机；PINA_i和PINB_i为第i个传感器对应的两路输出信号的光电探测器；其中，计算机与数据采集设备之间，数据采集设备分别与PINA_i和PINB_i之间，由电缆连接；分布式反馈激光器与1×N分束器之间，1×N分束器与N个3×3光纤耦合器之间，N个3×3光纤耦合器与N个参考臂光纤线圈之间，N个3×3光纤耦合器与N个传感臂光纤线圈：S₁，S₂,… ,S_N之间，N个参考臂光纤线圈和N个传感臂光纤线圈：S₁，S₂,… ,S_N分别与2N个法拉第旋转镜之间，由单模光纤依次对应连接；工作时，光源发出的光经1×N分束器被均分成N束，分别进入N个不同的迈克尔逊干涉仪进行干涉，每个光纤迈克尔逊干涉仪均看作一个阵列单元，由于每个阵列单元到达声源的位置不同，到达阵列单元的信号之间存在到达时间差TDOA；根据TDOA并通过建立几何模型便计算得到声源的位置；其中，干涉信号通过PIN光电探测器进行采集，并输入到计算机，通过有声源定位软件实现声源定位计算。