Особенность структуры последовательной матрицы из чувствительных элементов

Следовательно, сигнал на выходе фотодиода состоит из коротких пачек гетеродинного сигнала, каждая из которых соответствует определенному фрагменту волокна в матрице; временная диаграмма приведена на рисунке. После этого для выделения выхода, относящегося к конкретному датчику, может быть применено разделение по времени; а демодуляцию можно выполнить при помощи обычного метода гетеродинирования (частотной селекции, фазовой автоматической подстройки частоты).

image137

Однако в отличие от схем мультиплексирования с разделением по времени, рефлектометрическая схема матрицы демонстрирует собственный уровень оптических перекрестных помех, возрастающий из-за многократных отражений, которые естественно возникают в системе. Эти формирующие более слабую интерференционную картину паразитные импульсы смешиваются с прямыми возвращаемыми импульсами однократного отражения, что приводит к перекрестным помехам между датчиками в сети. Следовательно, приходится достигать компромисса между уровнем возвращаемой мощности (т. е. как она определяется коэффициентами отражения стыков) и перекрестными помехами.

Представлена матрица, архитектуру которой можно рассматривать как аналог матрицы Фабри-Перо, работающий на передачу. Особенность структуры последовательной матрицы из чувствительных элементов состоит в том, что от единственного выходного волокна между каждыми двумя элементами последовательно отходят отводы (последовательная матрица с отводами). Импульсное излучение лазерного источника вводится в матрицу, образованную последовательностью секций волоконных датчиков, длина каждой из которых равна Ls. При каждом разветвлении небольшая доля излучения к проходит непосредственно в выходное волокно. Ширина входного импульса устанавливается меньше, чем время распространения с задержкой в каждой секции волокна, и, следовательно, выход матрицы для каждого входного импульса состоит из последовательности, состоящей из N + 1 отдельных импульсов.

image138

Эта пачка импульсов направляется в компенсирующий интерферометр с оптической разностью хода, равной Ls — Lj (задержка Т), где Li — длина волоконной связи между двумя последовательными ответвителями в матрице. В результате формируется последовательность из N + 2 выходных импульсов. Средние N импульсов этой последовательности содержат информацию, переданную N датчиками. Таким образом, максимальная выходная производительность, с которой может работать эта схема, составляет 1 /(N +1) на датчик. Временное демультиплексирование позволяет разделить выходы отдельных датчиков; а демодуляцию можно выполнить с помощью соответствующих методов в компенсаторе, так же как и с помощью других схем, основанных на разностной интерферометрии с согласованными траекториями.

См. также:  Механические резонансы