專利名稱：基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無源、隱蔽、反偵測、高靈敏度的大 區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)?？蓱糜谲娛隆⒐?、安防、安全生產(chǎn)、災害防控等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
長期以來，攝像頭作為一種廣泛應用的視頻監(jiān)測工具，在軍事、公安、安防、安全生 產(chǎn)、災害防控等領(lǐng)域得到了廣泛應用，取得了良好的效果。尤其是在最近的“天網(wǎng)”工程建 設中發(fā)揮了重要作用，為城市的安全保障提供了重要手段。但是，在以攝像頭為代表的圖像、視頻類監(jiān)測工具的應用中，也出現(xiàn)了一些不足 背景光線的多變性和光線的可遮擋性使視頻技術(shù)受到了極大的限制，為了減少觀察盲區(qū)， 不得不增加更多的攝像機；攝像頭是一種需要電源供應能量，容易被電磁干擾的電子類器 件，同時也可被電磁類反偵測工具探查到。而與圖像、視頻能夠形成互補關(guān)系的是聲音信號，聲波在媒介中可以繞過障礙物 而進行大范圍的傳播。音頻和視頻，作為基本的感知手段，具有高度互補性，缺一不可，音頻 探測技術(shù)對視頻技術(shù)有著天然的輔助作用。而利用先進的光纖傳感技術(shù)可以實現(xiàn)無源、非 電磁、反偵測、反干擾的音頻監(jiān)測設備，能夠和現(xiàn)有的視頻類設備一起實現(xiàn)大范圍的安全監(jiān) 控。

發(fā)明內(nèi)容
針對攝像頭類圖像、視頻監(jiān)測方法與工具的不足，本發(fā)明的目的是提供一種與其 互補的基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，由解調(diào)終端、傳輸光纜和全光纖傳感 終端組成；解調(diào)終端位于遠離現(xiàn)場的監(jiān)控中心，全光纖傳感終端位于待測區(qū)域，傳輸光纜連 接解調(diào)終端和全光纖傳感終端；所述全光纖傳感終端全部由不需要電力供應的光纖無源器 件構(gòu)成，全光纖傳感終端內(nèi)包含傳感光纖，具有接收待測區(qū)域內(nèi)聲音信號調(diào)制的作用，即利 用光纖的光彈效應，實現(xiàn)對周圍環(huán)境中聲音信號的采集；所述解調(diào)終端，根據(jù)全光纖傳感終 端中對光信號的具體調(diào)制類型的不同，而采用不同的解調(diào)方法和結(jié)構(gòu)，通常由光源模塊、光 電轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、軟件模塊等組成，其中，光源模 塊實現(xiàn)光信號的發(fā)射功能，光電轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)光信號的接收并將其轉(zhuǎn)換為電信號的功能， 數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)電信號的采集并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能，數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)傳感信號的解 調(diào)和對數(shù)據(jù)的計算、分析、處理等功能，數(shù)據(jù)顯示模塊實現(xiàn)人機交互、顯示、報警等功能，軟 件模塊實現(xiàn)算法、控制程序、交互界面等功能；所述傳輸光纜，根據(jù)野外鋪設的現(xiàn)場情況，可 選擇相應的通信用光纜組成，具有連接解調(diào)終端和多個全光纖傳感終端，在兩者之間相互 傳遞光信號的作用。本發(fā)明的工作機理是首先由解調(diào)終端中的光源模塊發(fā)出初始光信號，經(jīng)過傳輸光纜后到達位于待測區(qū)域的 全光纖傳感終端，由全光纖傳感終端內(nèi)包含的傳感光纖作為傳感聲音信號的敏感元件，利 用光纖光彈效應，實現(xiàn)聲音信號對傳感光纖內(nèi)初始光信號的調(diào)制作用。被調(diào)制后的光信號 再經(jīng)過傳輸光纜回傳到解調(diào)終端，根據(jù)被調(diào)制的方式進行相應的解調(diào)和分析處理。傳輸光 纜可以延伸至數(shù)十公里，在傳輸光纜的沿線可以根據(jù)需要布設大量的全光纖傳感終端，實 現(xiàn)大區(qū)域范圍內(nèi)的聲音監(jiān)聽。光彈效應，也稱為“彈光效應”，是指介質(zhì)由于受到外力作用而產(chǎn)生彈性形變，從而 引起幾何形狀和折射率的變化。如圖1所示，將傳感光纖置于聲波環(huán)境中，當聲源發(fā)出的 聲波在介質(zhì)中傳播 時，遇到傳感光纖，引起傳感光纖微小的彈性形變，包括長度方向上的伸 縮，和橫截面上的形狀變化。由于光彈效應的影響，這一段光纖的折射率將會發(fā)生改變，導 致光信號通過時，受到了聲波信號的調(diào)制。當受到調(diào)制的光信號回到解調(diào)終端后，根據(jù)受到 調(diào)制光信號的不同類型，解調(diào)終端采取相應的解調(diào)措施，即可實現(xiàn)對聲波信號的還原。本發(fā)明中，所述的傳感光纖，是為了滿足高靈敏度要求而去掉多余保護層的光纖， 由纖芯、包層、涂覆層組成，亦包括在不影響其靈敏度的前提下而增加的其他保護結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，所述的聲音傳播介質(zhì)，包括空氣、水、墻壁等，是指根據(jù)傳感光纖的布設 方式和周圍環(huán)境，通過這些傳播介質(zhì)，能夠?qū)h(huán)境中的各種聲音信息傳遞到布設在空氣中、 放置于水下、或者附著在墻壁上的傳感光纖。本發(fā)明中，所述的解調(diào)終端對光信號的調(diào)制，可以包含對光波的相位、波長、振幅、 偏振態(tài)等所有可以加載外界聲音信息的調(diào)制方式。例如當光信號通過監(jiān)測區(qū)域時，在光纖 光彈效應的影響下，光波的光程發(fā)生了變化，即實現(xiàn)對光波的相位調(diào)制；當在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的 傳感光纖上制作光纖光柵時，即可實現(xiàn)對光波的波長調(diào)制；當在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的傳感光纖上 形成局部微彎，即可實現(xiàn)對光波的振幅調(diào)制；當用保偏光纖代替常規(guī)光纖，并在監(jiān)測區(qū)域內(nèi) 的傳感光纖上形成彈性體，利用雙折射效應即可實現(xiàn)對光波的振幅調(diào)制。本發(fā)明中，所述的對信號的解調(diào)和分析處理，根據(jù)聲音信號對光信號的具體方式 調(diào)制方式，而具有各種對應的具體方法和結(jié)構(gòu)。例如，對光波的相位調(diào)制，可以通過構(gòu)建相 應的干涉光路實現(xiàn)對傳感信號的解調(diào)；對光波的波長調(diào)制，可以通過光譜分析實現(xiàn)對傳感 信號的解調(diào)；對光波的振幅調(diào)制，可以通過直接的光強分析實現(xiàn)對傳感信號的解調(diào)；對光 波的偏振調(diào)制，可以通過構(gòu)建相應的起偏、檢偏光路實現(xiàn)對傳感信號的解調(diào)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1.靈敏度高，監(jiān)測范圍廣。光纖的尺寸非常細小，通光口徑更小，例如通信用單模光纖 的外徑為245 μ m，通光直徑僅有8 μ m左右，聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生的聲壓作用在如此細 小的結(jié)構(gòu)時，會產(chǎn)生較明顯的彈性形變，相對于麥克風等電子類裝置，該方法具有非常高的 靈敏度，其單點監(jiān)測的有效范圍也大很多。同時在一根傳輸光纜上很容易制作出大量的包 含傳感光纖的監(jiān)測終端，易于集成和遠程傳輸，可形成大規(guī)模的傳感陣列，實現(xiàn)大區(qū)域的聲 音監(jiān)聽。2.本質(zhì)安全、綠色節(jié)能，低碳環(huán)保。本發(fā)明中出了解調(diào)終端需要電力供應外，其余 長達幾十公里范圍內(nèi)的傳輸光纜和傳感終端全部由光纖無源器件組成，不具有引起危險的 物理基礎(chǔ)，在工作時無電流通過，不輻射電磁波，不會產(chǎn)生電火花、漏電、短路、發(fā)熱等現(xiàn)象； 傳輸光纜和傳感終端僅通過光纖器件傳輸光能，能量損耗極小，可在長達數(shù)十公里的監(jiān)測范圍內(nèi)無需外界能源供應而長期運行。3.反偵聽、抗電磁干擾。本發(fā)明工作時，在監(jiān)聽區(qū)域內(nèi)不發(fā)射電磁波，通過常規(guī)的 電磁偵聽方法無法探查到；不包含電子元器件，也不會受到環(huán)境中人為的和自然的電磁干 擾的影響。4.環(huán)境適應性強。本發(fā)明在監(jiān)聽區(qū)域內(nèi)的部分全部由無源光纖器件組成，可在潮 濕、水下、高溫、腐蝕等各種惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。5.和現(xiàn)有光通信系統(tǒng)復用。本發(fā)明可通 過共用傳輸光纜部分，直接利用現(xiàn)有的布 設完備的通信光纜形成大區(qū)域的聲音監(jiān)聽系統(tǒng)。本發(fā)明利用全光纖傳感終端中的傳感光纖對周圍環(huán)境中的各種聲音信號提取，利 用傳輸光纜將這些信息采集并返回解調(diào)終端，經(jīng)過相應的分析處理后真實還原，實現(xiàn)對大 范圍待測區(qū)域內(nèi)各種聲音信號的實時監(jiān)聽。本發(fā)明主要由光纖無源器件組成，不含任何電 子元器件，無需電能供應，不輻射電磁波，也不受電磁干擾影響，反偵聽，本質(zhì)安全，綠色環(huán) 保，適用于軍事、公安、安防、安全生產(chǎn)、災害防控等領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明中光纖光彈效應的示意圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明布設方式和監(jiān)測范圍示意圖。圖4是本發(fā)明第1個實施例的全光纖傳感終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明第2個實施例的全光纖傳感終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標號1.解調(diào)終端，2.傳輸光纜，3.全光纖傳感終端，31.傳感光纖，32.反射 鏡，33.光預處理模塊，331. 3X3光纖耦合器，332. 2X 2光纖耦合器，333.光纖延遲線，334. 光纖跳線，335.光纖跳線，311.光纖光柵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。如圖2所示，所述基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽方法由解調(diào)終端1、傳輸光 纜2和全光纖傳感終端3三部分來實現(xiàn)，其中，解調(diào)終端1位于遠程的監(jiān)控中心內(nèi)，全光纖 傳感終端3位于需要聲音監(jiān)聽的待測區(qū)域，傳輸光纜2連接解調(diào)終端1和全光纖傳感終端 3。將解調(diào)終端1放置在遠離待測區(qū)域的遠程監(jiān)控中心內(nèi)；將傳輸光纜2 —端連接解 調(diào)終端1，另一端延伸至需要聲音監(jiān)聽的待測區(qū)域。在待測區(qū)域剝開傳輸光纜2，制作全光 纖傳感終端3。根據(jù)待測區(qū)域的具體形狀和范圍大小，可能需要較多的全光纖傳感終端3。 在全光纖傳感終端3中包含一段傳感光纖31，根據(jù)所監(jiān)測區(qū)域的實際情況，將傳感光纖31 盤繞成各種形狀后隱蔽布設。解調(diào)終端1通過傳輸光纜2向全光纖傳感終端3發(fā)射初始光信號；待測區(qū)域內(nèi)各 種聲源產(chǎn)生的聲波信號，通過各種介質(zhì)，對傳感光纖31形成擾動，根據(jù)光纖光彈效應，從而 對傳感光纖31內(nèi)部傳輸?shù)某跏脊庑盘栠M行調(diào)制；全光纖傳感終端3通過傳輸光纜2，將該 調(diào)制后的光信號回傳到解調(diào)終端1，在解調(diào)終端1內(nèi)部進行光電轉(zhuǎn)換、信號采集、分析處理、顯示與報警等功能，從而完成對待測區(qū)域內(nèi)聲音信號的解調(diào)與監(jiān)聽如圖3所示，根據(jù)待測區(qū)域具體的形狀和范圍大小，可以有多種布設方式。設定全 光纖傳感終端3對聲音監(jiān)聽的有效范圍是一個半徑為R的圓形區(qū)域，則A點狀布設，將傳 輸光纜2延伸至待測區(qū)域，在頂端布設一個全光纖傳感終端3，可以實現(xiàn)對半徑為R的待測 區(qū)域內(nèi)的聲音監(jiān)聽；B線狀布設，將傳輸光纜2在待測區(qū)域內(nèi)直線延伸，在傳輸光纜2上以 2R的間隔距離依次布設全光纖傳感終端3，可以實現(xiàn)對寬度為2R的條形待測區(qū)域內(nèi)的聲音 監(jiān)聽；C面狀布設，將傳輸光纜2在待測區(qū)域內(nèi)蛇形往返延伸，在傳輸光纜2上以2R的間隔 距離依次布設全光纖傳感終端3，可以實現(xiàn)對任意形狀的大范圍待測區(qū)域內(nèi)的聲音監(jiān)聽。實施例1
本實施例為對光信號進行相位調(diào)制的例子。結(jié)合圖2和圖4，本實施例包括解調(diào)終端 1、傳輸光纜2、全光纖傳感終端3。傳輸光纜2兩端分別連接解調(diào)終端1和全光纖傳感終端 3。全光纖傳感終端3如圖4，其中包括傳感光纖31、反射鏡32、光預處理模塊33 ；光預處理 模塊33中包括3 X 3光纖耦合器331、2 X 2光纖耦合器332、光纖延遲線333、光纖跳線334、 光纖跳線335，其中光纖跳線334、335連接3X3光纖耦合器331和2X2光纖耦合器332， 光纖延遲線333制作在光纖跳線334上。應用本發(fā)明時，將解調(diào)終端1放置于遠程的監(jiān)控中心內(nèi)，傳輸光纜2—端連接解調(diào) 終端1，另一端延伸至待測區(qū)域，并根據(jù)待測區(qū)域的具體情況進行分布。在需要進行聲音監(jiān) 聽的地點，將傳輸光纜2剝開，引出三芯光纖(一芯發(fā)射、兩芯接收光信號)，接入全光纖傳感 終端3。假設根據(jù)待測區(qū)域的具體要求，定義需要N個全光纖傳感終端3，則傳輸光纜2中 至少應包含3N個光纖芯數(shù)。本實施例的光路特征是解調(diào)終端1發(fā)出N個寬光譜的初始光信號，通過傳輸光纜 2被分別分配到N個全光纖傳感終端3。在全光纖傳感終端3中，光能量被3X3光纖耦合器 331分為3個光分量，只使用其中的兩個光分量；其中進入第二跳線335的光分量直接進入 2X2光纖耦合器332中；進入第一跳線334的光分量經(jīng)過光纖延遲線333，產(chǎn)生了延時τ 后，再進入2X2光纖耦合器332 ；跳線334、335中的兩個光分量在2X 2光纖耦合器332中 合并后進入傳感光纖31，因此，在傳感光纖31內(nèi)部傳播的是兩個具有時間差τ的光分量， 這兩個光分量經(jīng)過一定距離的向前傳播后，遇到傳感光纖31末端的反射鏡32，被反射后沿 傳感光纖31原路向后傳播，至2X2光纖耦合器332后，原來具有時間差τ的兩個光分量被 再次分光后分別通過具有光纖延遲線333的跳線334和沒有延時的跳線335，并進入3X3 光纖耦合器331中合并，合并后進入傳輸光纜2，并通過傳輸光纜2回到解調(diào)終端1中。光預處理模塊33在本實施例中起到分離傳感系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)的作用。光預處理 模塊33 —端連接的傳感光纖31，能夠感知待測區(qū)域環(huán)境中的聲音信號，起到傳感的作用； 當光分量往返兩次通過光預處理模塊33時，經(jīng)過分束、合束、延遲等光學預處理作用，之后 再回到光預處理模塊33另一端的傳輸光纜2，此時傳輸光纜2僅僅起到傳輸光信號的作用， 其內(nèi)部的光信號不再受周圍環(huán)境中各種聲音信息的影響。在全光纖傳感終端3中一共產(chǎn)生如下的4個光分量(a)向前傳播時具有延時r， 向后返回時沒有延時；(b)向前傳播時沒有延時，向后返回時具有延時τ ； (c)向前傳播和 向后返回都沒有延時；(d)向前傳播和向后返回都具有延時r。因為采用寬光譜光源，使得 光波的相干長度小于光纖延遲線333的長度，因此，上述4個光分量中，只有光分量(a)和(b)滿足相干條件，產(chǎn)生干涉后的光信號被解調(diào)終端1接收并分析處理，解調(diào)出待測的聲音信號。
本實施例的工作機理如下
全光纖傳感終端3周圍環(huán)境中的各種聲音信號，可看作是對傳感光纖31的擾動，根據(jù) 光纖光彈效應，從而對傳感光纖31中傳播初始光信號的相位進行調(diào)制。在周圍環(huán)境沒有對 傳感光纖31產(chǎn)生擾動的情況下，光分量(a)和(b)在經(jīng)過傳感光纖31后，走過的光程完全 相同。當有擾動產(chǎn)生的時候，定義這種由于外界擾動形成的光程變化量為 則與擾動成正比關(guān)系。光分量(a)和(b)在經(jīng)過傳感光纖31時具有時間差τ ,
所形成的光程差為工(〖+ 4_!^》。根據(jù)全光纖干涉系統(tǒng)的工作原理，這個光程差的變化 在干涉系統(tǒng)中形成的干涉相位可表示為
攤)=年 Ζ·'( )·Γ(1)
λ
其中，= 表示擾動引起的光程變化率，與光纖的光彈特性有關(guān)，為光的
dtι
波長，τ為光纖延遲線333引起的時間延遲。濾除掉直流成分后，最終在解調(diào)終端1中探 測到的對應光信號分量為
(2)
/2( ) = /?？芣(3)
其中，識」為由3X3光纖耦合器331引入的初始相位差。根據(jù)式(1)和式(2)、(3)，可
求得反映擾動速率的物理量Ζ.+)，通過積分運算，最終實現(xiàn)對全光纖傳感終端3周圍環(huán)境
中聲音信號的真實還原。實施例2
本實施例為對光信號進行波長調(diào)制的例子。如圖5所示，本實施例包括解調(diào)終端1、傳 輸光纜2、全光纖傳感終端3。傳輸光纜2兩端分別連接解調(diào)終端1和全光纖傳感終端3。 全光纖傳感終端3主要由傳感光纖31和光纖光柵311組成，光纖光柵311制作在傳感光纖 31上。應用本發(fā)明時，將解調(diào)終端1放置于遠程的監(jiān)控中心內(nèi)，傳輸光纜2 —端連接解調(diào) 終端1，另一端延伸至待測區(qū)域，并根據(jù)待測區(qū)域的具體情況進行分布。在需要進行聲音監(jiān) 聽的地點，將傳輸光纜2剝開，引出一段傳感光纖31，在傳感光纖31上制作光纖光柵311。 假設根據(jù)待測區(qū)域的具體要求，定義需要N個全光纖傳感終端3，則在串聯(lián)的情況下，每個 全光纖傳感終端3中包含的光纖光柵311的周期應相互不同，從而進行區(qū)分和定位。本實施例的工作機理如下
解調(diào)終端1發(fā)出寬光譜的初始光信號，通過傳輸光纜2被分別分配到N個全光纖傳感終端3。在每個全光纖傳感終端3中，根據(jù)光纖光柵311的周期和折射率的不同，向解調(diào)終 端1后向反射回特定波長λ N的光信號。全光纖傳感終端3周圍環(huán)境中的各種聲音信號，可看作是對傳感光纖31的擾動， 根據(jù)光纖光彈效應，這些聲音信號對傳感光纖31中的光纖光柵311的周期和折射率產(chǎn)生影 響，從而對其反射的光信號的波長λ N進行調(diào)制。解調(diào)終端1接收到包含有N個λΝ波長信 息的被調(diào)制光信號后，將其進行分離，根據(jù)λ Ν的變化信息，即可求得待測區(qū)域聲音信號的 變化波形，最終實現(xiàn)對全光纖傳感終端3周圍環(huán)境中聲音信號的真實還原。 前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員可使用或利用本發(fā) 明。對這些實施例的各種修改對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，可把這里所述的總的 原理應用到其他實施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明將不限于這里所示的實施例，而應依 據(jù)符合這里所揭示的原理和新特性的最寬范圍。
權(quán)利要求
一種基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于由解調(diào)終端、傳輸光纜和全光纖傳感終端組成，解調(diào)終端位于遠程的監(jiān)控中心，全光纖傳感終端位于需要聲音監(jiān)聽的待測區(qū)域，傳輸光纜連接解調(diào)終端和全光纖傳感終端；所述全光纖傳感終端和傳輸光纜由光纖無源器件組成；所述全光纖傳感終端中包含有傳感光纖，利用光纖的光彈效應，實現(xiàn)對周圍環(huán)境中聲音信號的采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于所述 解調(diào)終端包含有光源模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和 軟件模塊；其中，光源模塊進行光信號的發(fā)射，光電轉(zhuǎn)換模塊接收光源模塊發(fā)射的光信號并 將其轉(zhuǎn)換為電信號，數(shù)據(jù)采集模塊采集該電信號并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理模塊進行傳感 信號的解調(diào)和對數(shù)據(jù)的計算、分析、處理，數(shù)據(jù)顯示模塊負責人機交互、顯示、報警，軟件模 塊實現(xiàn)算法、控制程序、交互界面處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于所述 傳感光纖是普通光纖，由纖芯、包層、涂覆層組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于所述 解調(diào)終端根據(jù)全光纖傳感終端中對光信號的具體調(diào)制類型的不同，而采用不同的解調(diào)方法 和結(jié)構(gòu)，其中對光波的相位調(diào)制，通過構(gòu)建相應的干涉光路實現(xiàn)對傳感信號的解調(diào)；對光波的波長 調(diào)制，通過光譜分析實現(xiàn)對傳感信號的解調(diào)；對光波的振幅調(diào)制，通過直接的光強分析實現(xiàn) 對傳感信號的解調(diào)；對光波的偏振調(diào)制，通過構(gòu)建相應的起偏、檢偏光路實現(xiàn)對傳感信號的解調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于所 述全光纖傳感終端有N個，每個終端包括傳感光纖(31)、反射鏡(32)、光預處理模塊(33)； 光預處理模塊(33)中包括3X3光纖耦合器(331)、2X2光纖耦合器(332)、光纖延遲線 (333)、第一光纖跳線(334)、第二光纖跳線(335)，其中第一光纖跳線(334)、第二光纖跳線 (335)連接3X3光纖耦合器(331)和2X2光纖耦合器(332)，光纖延遲線(333)制作在第 一光纖跳線(334)上；解調(diào)終端發(fā)出N個寬光譜的初始光信號，通過傳輸光纜被分別分配到N個全光纖傳感 終端；在全光纖傳感終端中，光能量被3X3光纖耦合器(331)分為3個光分量，只使用其中 的兩個光分量；其中進入第二跳線(335)的光分量直接進入2X2光纖耦合器(332)中；進 入第一跳線(334)的光分量經(jīng)過光纖延遲線(333)，產(chǎn)生延時τ后，再進入2X2光纖耦合 器(332)；第一跳線(334)、第二跳線(335)中的兩個光分量在2 X 2光纖耦合器(332)中合 并后進入傳感光纖(31)，在傳感光纖(31)內(nèi)部傳播的是兩個具有時間差τ的光分量，這兩 個光分量經(jīng)過一定距離的向前傳播后，遇到傳感光纖(31)末端的反射鏡(32)，被反射后沿 傳感光纖(31)原路向后傳播，至2X2光纖耦合器(332)后，原來具有時間差τ的兩個光 分量被再次分光后分別通過具有光纖延遲線(333)的第一跳線(334)和沒有延時的第二跳 線(335)，并進入3X3光纖耦合器(331)中合并，合并后進入傳輸光纜，并通過傳輸光纜回 到解調(diào)終端中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)，其特征在于所述 全光纖傳感終端有N個，每個終端由傳感光纖(31)和光纖光柵(311)組成，光纖光柵(311)制作在傳感光纖(31)上；解調(diào)終端發(fā)出寬光譜的初始光信號，通過傳輸光纜被分別分配到N個全光纖傳感終 端；在每個全光纖傳感終端中，根據(jù)光纖光柵(311)的周期和折射率的不同，向解調(diào)終端后 向反射回特定波長入，的光信號；解調(diào)終端接收到包含有N個λΝ波長信息的被調(diào)制光信號 后，將其進行分離，根據(jù)λ ,的變化信息，即可求得待測區(qū)域聲音信號的變化波形，最終實現(xiàn) 對全光纖傳感終端周圍環(huán)境中聲音信號的真實還原。
全文摘要
本發(fā)明屬于安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于光纖光彈效應的大區(qū)域聲音監(jiān)聽系統(tǒng)。該系統(tǒng)由放置在遠程的解調(diào)終端、待測區(qū)域內(nèi)的全光纖傳感終端和連接兩者的傳輸光纜三部分組成，在傳輸光纜上可復用大量的全光纖傳感終端。本發(fā)明利用全光纖傳感終端中的傳感光纖對周圍環(huán)境中的各種聲音信號提取，利用傳輸光纜將這些信息采集并返回解調(diào)終端，經(jīng)過相應的分析處理后真實還原，實現(xiàn)對大范圍待測區(qū)域內(nèi)各種聲音信號的實時監(jiān)聽。本發(fā)明主要由光纖無源器件組成，不含任何電子元器件，無輻射電磁波，也不受電磁干擾影響，適用于軍事、公安、安防、安全生產(chǎn)、災害防控等領(lǐng)域。
文檔編號H04B10/08GK101969344SQ201010508250
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者唐璜, 賈波, 趙棟 申請人:復旦大學