1、偏振控制技術(shù)

　　目前，消偏振衰落技術(shù)主要有偏振態(tài)分集檢測(cè)、偏振態(tài)高頻調(diào)制、偏振態(tài)反饋控制等。消偏技術(shù)的性能可以采用可見(jiàn)度來(lái)衡量，可見(jiàn)度為1時(shí)則完全消除了偏振，可見(jiàn)度為0時(shí)，干涉儀失效，完全沒(méi)有傳感作用?？梢?jiàn)度的測(cè)量通過(guò)在其中一個(gè)干涉臂上加相位調(diào)制器，使干涉儀在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生完整的干涉條紋，用峰峰探測(cè)電路檢測(cè)出這段時(shí)間內(nèi)的、，即可算出可見(jiàn)度V=。

　　下圖是馬赫澤德干涉利用偏振態(tài)反饋控制進(jìn)行消偏的示意圖，當(dāng)干涉儀受外界影響時(shí)，通過(guò)反饋控制PC，使(PC+MZ)共同作用的結(jié)果仍使其輸出可見(jiàn)度為1。

　　誤報(bào)是光纖入侵傳感系統(tǒng)需要解決的另一個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)，由于干涉型光纖傳感系統(tǒng)靈敏度極高，微小的振動(dòng)即可觸發(fā)報(bào)警，高靈敏度帶來(lái)的問(wèn)題是一些自然現(xiàn)象可能引起誤報(bào)，比如刮風(fēng)、下雨、機(jī)器轟鳴聲引起的柵欄共振等都會(huì)引起誤報(bào)。擾動(dòng)信號(hào)的識(shí)別檢測(cè)是該傳感系統(tǒng)的重要功能，報(bào)警檢測(cè)的核心在于提取出輸入信號(hào)中所有符合入侵信號(hào)特征的信號(hào)，對(duì)這類(lèi)信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。對(duì)于噪聲或不具備入侵特征的信號(hào)，都應(yīng)被系統(tǒng)過(guò)濾。信號(hào)特征辨識(shí)技術(shù)，是一種模式識(shí)別技術(shù)，通過(guò)對(duì)不同輸入信號(hào)的特征進(jìn)行分析，對(duì)這些信號(hào)如噪聲、入侵信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)等建立特征模板，將實(shí)時(shí)信號(hào)與模板進(jìn)行比對(duì)，以確定實(shí)時(shí)信號(hào)類(lèi)型。圖3是實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的強(qiáng)入侵、弱入侵和噪聲信號(hào)，這三類(lèi)信號(hào)特征比較明顯，容易識(shí)別，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室環(huán)境噪聲很小。但在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)的系統(tǒng)中，傳感光纖覆蓋區(qū)域長(zhǎng)，每段環(huán)境都不盡相同，在復(fù)雜環(huán)境下，這三類(lèi)信號(hào)難于分辨，需要借鑒現(xiàn)有模式識(shí)別的技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析建模，對(duì)不同的環(huán)境采用不同的算法才能解決誤報(bào)問(wèn)題。該現(xiàn)象也是多數(shù)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問(wèn)題，給用戶(hù)留下的光纖傳感入侵系統(tǒng)誤報(bào)高的印象。 [nextpage]

　　2、噪聲控制技術(shù)

　　基于相干技術(shù)的光纖傳感系統(tǒng)引入的相位噪聲的主要因素有：溫度引起的相位漂移，激光器線寬引起的相位噪聲。在傳感系統(tǒng)中，必須盡量排除這個(gè)緩變信號(hào)的影響?？梢酝ㄟ^(guò)將傳感系統(tǒng)置于溫度比較穩(wěn)定的環(huán)境中，例如地下，同時(shí)還需要加入一些補(bǔ)償控制措施，如通過(guò)對(duì)激光器的偏振態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)來(lái)使信號(hào)始終處于最佳的功率狀態(tài)。由激光器的頻率抖動(dòng)所引起的相位噪聲可以通過(guò)穩(wěn)定激光器的頻率來(lái)緩解，穩(wěn)定激光器的頻率一般有兩種辦法：

　　第一，使用電流反饋(active current feedback)來(lái)使得激光器的輸出穩(wěn)定。

　　第二，將光反饋(optical feedback)回激光腔中來(lái)減小激光器的線寬。

　　除了相位噪聲以外，系統(tǒng)也存在加性噪聲，系統(tǒng)中主要的加性噪聲為散粒噪聲和熱噪聲，其中熱噪聲為高斯白噪聲，而散粒噪聲輸入光強(qiáng)相關(guān)。隨著接收機(jī)的入射光強(qiáng)的提高，散粒噪聲的強(qiáng)度也會(huì)提高，但是信號(hào)的信噪比不會(huì)因?yàn)樯⒘Ｔ肼晱?qiáng)度的提高而減小，而是與成正比的增加。

　　3、激光器溫度控制技術(shù)

　　激光器溫度的穩(wěn)定性決定了其發(fā)射波長(zhǎng)的穩(wěn)定程度，溫度控制可采用專(zhuān)用的芯片，也可以采用運(yùn)算放大器構(gòu)成PID補(bǔ)償電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。專(zhuān)用芯片集成了PID電路需要的多個(gè)運(yùn)放和電路驅(qū)動(dòng)模塊，通過(guò)配置外圍的阻容網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)成PID或簡(jiǎn)單的積分電路，輸出的控制信號(hào)去控制兩個(gè)MOSFET來(lái)驅(qū)動(dòng)激光器的TEC，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度控制。但是在實(shí)際的使用過(guò)程中，容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：

　　·配置的PID結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生振蕩，使得激光器輸出也產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，這個(gè)振蕩很容易被誤檢為傳感器系統(tǒng)的信號(hào)，引起誤檢;

　　·PCB布局和設(shè)計(jì)對(duì)溫度的穩(wěn)定性和精確性影響很大，可以通過(guò)不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)減少溫度控制所帶來(lái)相位噪聲影響。

　　4、GIS技術(shù)

　　嵌入GIS系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)在地圖中顯示入侵發(fā)生的位置信息。使用基于Windows對(duì)GIS軟件開(kāi)發(fā)工具包，具有.NET開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)人員使用工具可以創(chuàng)建功能強(qiáng)大的位置增強(qiáng)型桌面和客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用程序。有多家公司提供GIS開(kāi)發(fā)包，開(kāi)發(fā)人員可使用熟悉的.NET編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，在桌面和web部署之間共享和重用代碼，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議訪問(wèn)大量數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)以及更多其它功能。