Метод и аппаратура частотно-модулированного зондирования в измерении параметров волоконных световодов

• Автор: Свинцов, Анатолий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

Глава 1. Одномодовые волоконные световоды и методы измерения их параметров .

1.1. Основные параметры волоконных световодов .

1.2. Импульсная рефлектометрия волоконных световодов

1.3. Импульсное зондирование одномодовых волоконных световодов

1.4. Методы измерения параметров волоконных световодов непрерывным зондирующим излучением .

1.5. Измерение временных параметров

Глава 2. Метод частотномодулированного зондирования волоконных световодов

2.1. Метод частотномодулированного зондирования при определении длины волоконного световода.
2.1.1. Основы метода частотномодулированного зондирования. Измерение частоты сигнала .
2.1.2. Пилообразные функции модуляции
2.1.3. Гармоническая функция модуляции
2.2. Спектр сигнала при частотномодулированном зондировании
2.2.1. Гармоническая функция модуляции
2.2.2. Спектр сигнала биений при пилообразной функции модуляции.
2.3. Влияние параметров лазера со свипированием длины волны на сигнал биений
2.4. Влияние нелинейности перестройки частоты источника излучения на спектр сигнала биений .
Глава 3 Теоретическое и экспериментальное исследование разрешающей способности метода частотномодулированного зондирования
3.1. Численное моделирование метода .
3.1.1. Блоксхема программы численного моделирования
3.1.2. Численное моделирование с анализом формы сигнала биений
3.1.3. Численное моделирование с анализом спектра сигнала биений
3.2. Экспериментальное исследование разрешающей способности
метода ЧМЗ.
Глава 4. Разработка измерительных установок на основе метода частотномодулированного зондирования
4.1. Методика расчета и основы проектирования измерителей на
основе метода ЧМЗ . .
4.1.1. Основные варианты ЧМЗ.
4.1.2. Частотный расчет измерителей
4.1.3. Энергетический расчет измерителей с ЧМЗ
4.2. Разработка установки для измерения эффективной длины волоконных световодов .
4.3. Измеритель амплитудночастотной характеристики фотоприемника. 3 Глава 5. Метод частотномодулированного зондирования в защите информации от несанкционированного съема информации в ВОСП. .
5.1. Защита информации в ВОСП
5.2. Метод ЧМЗ в системах защиты информации
5.3. Методы повышения надежности ВОСП .7.
5.4. Фотоприемник широкодиапазонный.
5.5. Фотоприемное устройство
Основные результаты и выводы.
Литература


При этом сигнал биений является сложным фазоманипулированным частотно- модулированным периодическим сигналом, в котором цуги сигнала с постоянной частотой разделены зонами обращения. Предельное пространственное разрешение и в этом случае определяется лишь величиной девиации частоты зондирующего сигнала. Для упрощения анализа необходимо обеспечить соотношение Тз«Тм. В измерителях параметров ВС методом ЧМЗ важнейшим элементом является источник зондирующего излучения. Основным требованием к источнику ЧМЗ сигнала является значительная величина девиации частоты ? В настоящее время наиболее перспективными источниками являются лазеры с перестройкой длины волны излучения и большой длиной когерентности. XV в пределах (0,2 - 0,5) ГГц, а полупроводниковые инжекционные одночастотные лазеры позволяют обеспечить девиацию частоты больше ГГц. Однако перестраиваемые лазеры имеют ограниченную длину когерентности, а при перестройке может иметь место режим "перескока мод". В последнем случае при плавной перестройке длины волны излучения появляются ее скачкообразные изменения. Наличие режима перескока мод и ограниченная длина когерентности ЧМЗ сигнала оказывают существенное влияние на форму и спектр сигнала биений. Теоретическому изучению этих процессов и посвящено дальнейшее рассмотрение во второй главе. ЧМЗ сигнала приводит к появлению импульсной помехи в сигнале биений без изменения формы сигнала биений. ЧМЗ сигнала приводит к импульсной высокочастотной помехе в сигнале биений, что вызывает сбой фазы сигнала биений, искажение его формы. При этом ухудшается частотное разрешение спектрального анализа сигнала биений, что приводит к снижению пространственного разрешения. Следующей важной характеристикой источника излучения, влияющей на параметры метода ЧМЗ, является линейность перестройки частоты зондирующего сигнала. Теоретический анализ показал, что нелинейность перестройки вызывает, в основном, уширение спектра сигнала биений и, в меньшей степени, смещает этот спектр. Расширение спектра вследствие нелинейности перестройки пропорционально задержке зондирующего сигнала в исследуемом ВС. ЧМЗ по пространственному разрешению необходимо обеспечить относительную нелинейность перестройки частоты ЧМЗ сигнала не хуже, чем (Ау /у )< 1ЛПГз. Третья глава посвящена исследованию разрешающей способности метода ЧМЗ. Результаты, полученные во второй главе, проверялись как путем численного моделирования, так и непосредственно в эксперименте. Первая часть главы посвящена численному моделированию метода ЧМЗ. Современные персональные ЭВМ (ПЭВМ), благодаря возросшим объемам оперативной памяти и увеличению быстродействия, позволяют использовать методы численного моделирования для исследования методов и измерительных установок. ЧМЗ сигнала, наличие режима перескока мод на форму и спектр сигнала биений. Предложена и реализована методика численного моделирования метода ЧМЗ, обеспечивающая формирование и исследование ЧМЗ сигнала с заданными параметрами, заданной длиной когерентности и режимом перескока мод. При реализации метода численного моделирования сформулированы требования на разработку программного обеспечения (ПО), поддерживающего метод моделирования. Разработанное ПО позволило реализовать предложенную методику численного моделирования метода ЧМЗ. Результаты численного моделирования подтвердили теоретические предположения, полученные в главе 2. Сигнал биений является сложным фазоманипулированным, частотно-модулированным, содержащим цуги с постоянной частотой,, разделенные зонами обращения. Частота сигнала биений пропорциональна задержке и модулю скорости перестройки ЧМЗ сигнала. Конечная длина когерентности вызывает импульсные помехи с сигнале биений без искажения его формы. Перескок мод источника излучения приводит к импульсной высокочастотной помехе в сигнале биений, сбою его фазы, искажению формы сигнала биений. Далее описаны экспериментальные исследования разрешающей способности метода ЧМЗ. Экспериментально получен сигнал биений и его спектр в случае линейной симметричной и с мгновенным обратным ходом и гармонической функцией модуляции. Показана зависимость спектрального разрешения метода от частоты модуляции Бм.