集成光波导脉冲电场传感信号的线性化研究

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1、ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学化论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ■矿攀謬ｆ＂，—，－，！巧屏．Ａ．．ＳＷａ？．——尹斜培？詞，‘、＇巧神５＾子：：由痴進肛；号：ｒ，Ｔ＆的论文题目集成光波营脉冲电场传感信号的浅性化妍究学种专业化学工程１２２１０１０１２６学号２０作者姓名李艳哲指导教师陈福深教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是

2、本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。＾作者签名：日期：年／月作日乂？／＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本

3、人授权电子科技大学可１＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）＾，八长作者签名：—知Ｖ—＿导师签誤名：＼年Ａ球ｌ／ｙ＇中分类号TN256密级注1UDC学位论文集成光波导脉冲电场传感信号的线性化研究（题名和副题名）李艳哲（作者姓名）指导教师陈福深教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2015.4.30论文答辩日期2015.5.14学位授

4、予单位和日期电子科技大学2015年12月答辩委员会主席邱昆评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THELINEARIZEDRESEARCHONINTEGRATEDOPTICALWAVEGUIDEPULSEDELECTRICFIELDSENSINGSIGNALAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineerAuthor:YanzheLiAdvisor:Prof.Fush

5、enChenSchool:Communication&InformationEngineering摘要摘要相比于传统的电场传感器，集成光波导电场传感器由于自身具有体积小、带宽大、抗电磁干扰能力强等众多优势，因此被广泛的应用于电场强度的测量。由于电场传感器的工作点在实际工作中，会受到外界因素如温度、压力和光强等的影响发生漂移，导致其偏离最佳工作区，致使传感输出的信号具有失真和畸变。另一方面,在实际的测量过程中，系统中各元器件的使用以及周围环境的影响都会给信号的传输带来干扰噪声，使得输出信号具有非常严重的噪声干扰，这对

6、信号的准确获取具有很大的影响。传感器工作点漂移导致的信号失真以及传感系统中噪声的存在对高质量传感输出信号的获取带来很大的障碍。针对传感器工作点漂移所引起的信号畸变，文章在理论分析电场传感器传输特性的基础上，提出对畸变信号进行非线性补偿来实现输出和输入的线性关系；对受噪声干扰的输出信号，文章结合Labview实现噪声的去除，进而实现信号的恢复，最后对去除噪声后的信号进行非线性补偿。具体工作如下：1.分析了集成光波导电场传感器的工作原理，电场传感信号失真的表现，在此基础上，提出对失真信号进行非线性补偿来实现线性传输。由

7、电场传感器的传输特性可知，当电场信号没有作用到传感器时，此时输出的直流分量即是传感器当前工作点的函数。当瞬态脉冲信号作用到传感器的瞬间，此时输出信号中含有的直流分量近似认为是由传感器的偏置工作点引起的。其中对失真信号中直流分量的获取采用的算法是FFT(FastFourierTransform)算法即快速傅里叶变换。2.在VPI(VPItransmissionMaker)仿真平台下对非线性补偿算法进行研究。其中，以雷电脉冲作为微秒脉冲的一个特例，以高斯纳秒脉冲作为纳秒脉冲的一个特例展开研究。搭建仿真框架，模拟传感器工

8、作点漂移引起的波形失真；利用VPI与Matlab联合仿真的功能，实现对失真信号的非线性补偿，并根据传感器输入输出波形特性参数的变化对非线性补偿的效果进行评估和分析。3.首先采用小波及均值滤波相结合的方法对脉冲信号进行去噪，其中涉及到Labview与Matlab的混合编程。接着，在Labview软件环境下编写均值滤波程序，实现传感系统输出的雷电脉冲信号的去噪研