光栅法布里-珀罗腔干涉水听器的时域串扰分析与抑制策略

本文主要探讨了光栅法布里-珀罗腔干涉型水听器阵列中遇到的重要问题——时域串扰。光栅法布里-珀罗腔干涉作为一种敏感的信号检测技术，在水声传感等领域有着广泛的应用潜力，然而，其中的时域串扰现象严重制约了系统的性能和实用性。时域串扰是指在阵列系统中，由于信号传播时间差异导致的信号相互干扰，这可能来自于不同光栅单元间的同步问题或者前端水听器单元外部信号的影响。 研究者首先分析了时域串扰产生的机理，重点关注了在相位产生载波（Phase Generation Carrier, PGC）解调方法下的影响。PGC是一种常用的信号处理技术，它利用干涉信号的幅度变化来提取相位信息。然而，当串扰信号存在时，它的幅度变化可能会干扰到相位信息的准确解码，影响系统的灵敏度和信噪比。 通过实验，作者比较了两组不同反射率的光栅水听器。高反射率（R=0.6）的光栅系统显示出明显的时分串扰，即串扰信号的相位信息在满足PGC解调要求时，并未受到显著衰减，这意味着这种系统对于抑制串扰的效果相对较差。而低反射率（R=0.02）的光栅则表现出显著的优势，达到了34 dB的串扰抑制，表明其对时域串扰有较好的抑制能力。 深入研究发现，低反射率光栅系统中的串扰主要由两个方面组成：前端水听器单元外部信号引起的多普勒效应噪声和时分串扰噪声。多普勒效应噪声源于外部移动源对信号频率的改变，时分串扰噪声则是由于信号在光栅中传输的时间差异。通过优化设计和信号处理技术，可以有效地减少这些噪声，提高系统的整体性能。 本文提供了一种理解光栅法布里-珀罗腔干涉型水听器阵列中时域串扰的关键视角，并提出了针对不同类型光栅反射率的串扰抑制策略。这对于提升这类系统的稳定性和可靠性，以及推动其在实际应用中的广泛应用具有重要意义。后续的研究可能集中在进一步优化光栅结构和解调算法，以降低串扰影响，提升信号处理精度。