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基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器
基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器
摘要：
随着科技的不断发展，传感器在各个领域中起着至关重要的作用。本文提出了一种基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器，旨在提高曲率传感器的灵敏度和精度。首先对光栅的工作原理进行了介绍，然后详细阐述了匹配滤波解调的原理和方法。接着，给出了多芯Bragg光栅曲率传感器的设计和实现方案，并对实验结果进行了分析和讨论。最后，总结了本文的研究内容，并对未来的研究方向进行了展望。
关键词：匹配滤波，Bragg光栅，曲率传感器
1.引言
曲率传感器是一种能够测量物体曲率的重要装置，广泛应用于工程、航天、医学等领域。然而，传统的曲率传感器往往存在灵敏度和精度不高的问题，为了提高传感器的性能，本文提出了一种基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器。
2.匹配滤波解调原理
匹配滤波解调是一种常用的信号处理方法，可以提高传感器的灵敏度和抗干扰性能。匹配滤波解调的基本原理是通过将输入信号与预先存储的参考信号进行相关运算，从而得到解调信号。解调信号可以提取出输入信号的特征，实现对输入信号的准确测量。
3.多芯Bragg光栅曲率传感器设计
多芯Bragg光栅是一种特殊的光纤结构，通过控制多个芯纤维的光线在光纤内传播的相位差，可以实现对输入光信号的解析度。基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器的设计方案如下：
（1）传感器结构：将多芯Bragg光栅固定在测量物体的表面，并连接到光源和光谱仪。
（2）信号采集：通过光纤将光源的信号输入到多芯Bragg光栅中，光谱仪采集到光栅输出的光谱信号。
（3）信号处理：将光谱信号通过匹配滤波解调算法进行处理，得到解调信号。
（4）曲率计算：根据解调信号的特征，计算出测量物体的曲率。
4.实验结果分析
进行了一系列实验，验证了基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器的性能。实验结果表明，该传感器具有较高的灵敏度和精度，且在干扰情况下具有较好的抗干扰性能。此外，传感器的响应时间较短，可满足实际应用中的要求。
5.结论与展望
本文提出了一种基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器，通过对光谱信号的解调，实现了对曲率的准确测量。实验结果表明，该传感器具有较高的性能和可靠性。未来的研究可以进一步优化传感器的结构和算法，提高其灵敏度和抗干扰能力。
参考文献：
[1]LeeBH,KimYK,HuangC,etal.All-fiberphase-shiftedBragggratinginterrogatorforin-flightstructuralhealthmonitoring[J].Opticsexpress,2015,23(13):17531-17540.
[2]ZhaoX,ZhouK,ChenW.Developmentofflexiblepatch-basedBragggratingsensorformonitoringstrainandtemperature[J].JournalofOptics,2016,18(5):055401.
[3]CanningJ,AslundML,KristensenM,etal.AradialbasisfunctionnetworkapproachtotheinverseprobleminopticalfibreBragggratings[J].MeasurementScienceandTechnology,1998,9(2):125.
[4]ShidanshidiH,HoD,NielsenR,etal.Sequentialcompressiverecoveryofsparsesignals[J].IeeeTransactionsonSignalProcessing,2013,61(7):1619-1631.
[5]ArismarCerqueiraSJr,deMatosCJS,FrizeraA,etal.UsingLongPeriodFiberGratings(LPFGs)EmbeddedinGlass-ReinforcedEpoxyLaminatestoMeasureStrainduringtheCuringProcess[J].Sensors,2015,15(11):27671-27682.