一种检测角速度的光载微波陀螺方法

摘要

本发明公开了一种检测角速度的光载微波陀螺方法。本发明实现一种双向光电振荡器，利用锁相倍频技术在光纤环中产生顺逆双向高稳定度的微波，用于测量旋转角速度的方法。其核心在于采用锁频技术，将一个方向的微波振荡频率锁定到高稳定度标准时间参考源上，稳定了另一个方向光电振荡器的相对腔长，消除了光纤环形腔的温度漂移和光学寄生噪声，极大地提高了由萨格纳克效应（Sagnaceffect）引起的双向振荡差频信号的信噪比。本发明检测角速度的光载微波陀螺方法具有测量精度高、易实现等特点。

主权项

1.一种检测角速度的光载微波陀螺方法，其特征在于，该方法在检测角速度的光载微波陀螺上实现，所述检测角速度的光载微波陀螺包括第一激光器（1）、光分束器（2）、第一电光调制器（3）、第一光耦合器（4）、频率调节器（5）、光纤环形腔（6）、第二光耦合器（7）、第一光电探测器（8）、第一电滤波器（9）、第一微波功分器（10）、第一电放大器（11）、第二电光调制器（12）、第二光电探测器（13）、第二电滤波器（14）、第二微波功分器（15）、第二电放大器（16）、差频检测电路（17）、分频器（18）、标准时间源（19）、鉴相器（20）、低通滤波器（21）等部分；该方法包括以下步骤：步骤1：第一激光器1输出的光经过光分束器（2），分为两束光，一束光沿顺时针方向（CW）送入第一电光调制器（3），经过调制后的光送入第一光耦合器（4），从第一光耦合器（4）输出的光经过频率调节器（5）后进入光纤环形腔（6），从环形腔出射的光再经过第二光耦合器（7）送入第一光电探测器（8），将光信号转换成电信号，之后送入第一电滤波器（9），滤波后的微波电信号送入第一微波功分器（10），第一微波功分器（10）有两路输出，第一路输出经过电放大器（11）连接到第一电光调制器（3），形成一个正反馈振荡回路，第二路输出作为顺时针方向谐振微波输出，用RF#1表示；步骤2、光分束器（2）分出的另一束光沿逆时针方向（CCW）送入第二电光调制器（12），再经过第二光耦合器（7）进入光纤环形腔（6），从环形腔出射的光再经过频率调节器（5）和第一光耦合器（4）送入第二光电探测器（13），将光信号转换成电信号，之后送入第二电滤波器（14），滤波后的微波电信号送入第二微波功分器（15），第二微波功分器（15）有三路输出，第一路输出经过第二电放大器（16）连接到第二电光调制器（12），形成另一个正反馈振荡回路，第二路输出作为作为顺时针方向谐振微波输出，用RF#2表示，第三路输出经过分频器（18）分频后同标准时间源（19）一同送入鉴相器（20），鉴相输出经过低通滤波器（21）后连接到频率调节器（5），用于调节谐振频率，从而形成一个单向锁频回路；步骤3、差频检测电路（17）检测出步骤1获得的顺时针方向的谐振微波输出RF#1和步骤2获得的逆时针方向的谐振微波输出RF#2的频率差，即拍频，记为；步骤4、通过以下公式，即可获得旋转角速度；其中，S为环形光路包围的面积，λ为微波振荡中心频率对应的波长，L为环形腔周长。