1.成果简介

  专利一：一种基于单边带调频的光纤干涉仪传感器扰动信号解调装置（CN201910032658.3）

发明人：金晓峰,程志威,金向东,余显斌,陈毅,丛波,谭庆贵,沈小青

申请日期：2019-01-14

授权日期：2020-05-08

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种基于单边带调频的光纤干涉仪传感器扰动信号解调装置，包括激光器、调制器、调频源、光滤波器、光放大器、光隔离器、迈克尔逊干涉仪、PZT、光电探测器、数据采样卡。本发明装置引入了微波调频源，利用扫频的方法，避免了传统内调制PGC方法对直调激光源的高要求，降低了相对强度噪声；且本发明采用12点正交解调算法，避免了电混频器使用带来额外的电噪声，测量动态范围大且能完全自动测量，简化了解调算法，降低了成本；同时本发明系统对于任意分布的阵列传感器均能有效检测，使系统的适用性更强。

产业化前景描述：如何在光纤干涉仪中实现高灵敏度、大动态范围和免于电磁干扰的传感信号解调，同时避免引入频率啁啾和附加的光源调制，以及消除由于数字域结构不对称而造成的光学相位不平衡带来的随机变化？如何实现“湿端”全光纤化，以构建大型水听器阵列？

本发明装置采用微波调频源和12点正交解调算法，避免了传统内调制PGC方法对直调激光源的高要求，降低了相对强度噪声，同时测量动态范围大且能完全自动测量，简化了解调算法，降低了成本。此外，本发明系统对于任意分布的阵列传感器均能有效检测，使系统的适用性更强。

  专利二：一种基于光纤光栅传感器阵列的调频解调装置（CN201910708418.0）

发明人：金晓峰,程志威,欧坚海,金向东,杜一杰,谢银芳

申请日期：2019-08-01

授权日期：2020-10-20

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种基于光纤光栅传感器阵列的调频解调装置，包括激光器、射频信号源、声光调制器、延迟光纤对、马赫增德尔调制器、光滤波器、光放大器、光隔离器、环形器、光纤光栅传感器阵列、光电探测器以及数据采样卡。本发明通过延迟光纤对与光纤光栅的配合使用，使前后两个光栅的反射光脉冲在时域上重合从而形成干涉，实现多点阵列式的干涉解调。本发明装置结构简单，解调算法易于实现，具有解调精度高、实现简单等特点。

产业化前景描述：如何解决传统光纤水听器阵列结构复杂、可检测的动态范围小、解调算法复杂等局限性，设计一种简单易行、可靠性高的光纤传感器传感阵列及其解调系统，以实现大规模小型化和微波领域的应用。同时，如何利用光载射频信号将光纤传感器应用到微波领域上，以实现高信噪比和对极化不敏感的特性。

本发明采用声光调制器的方式对光源进行移频以形成阵列解调所需的脉冲光，减少了光源直接调制所引起的啁啾效应。同时，通过延迟光纤和光纤光栅的配合使用，实现了多点阵列式的脉冲干涉解调，消除了非同步脉冲对解调结果造成的干扰且解调结构简单、易于实现。此外，本发明装置还结合了干涉光脉冲信号的特征从而采用特征点采样算法进行解调，解调算法简单，解调精度高。总之，本发明具有高效、精准的解调效果，可广泛应用于光纤通信、光纤传感等领域。

  专利三：一种面向星际通信链路的频移对称啁啾扩频调制与解调方法（CN202210344801.4）

发明人：金晓峰,李杰,金向东,邹济军,魏兵

申请日期：2022-03-31

授权日期：2023-01-31

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种面向星际通信链路的频移对称啁啾扩频调制和解调方法。其中发射端流程为串并转换、索引添加、Gray编码、二 十进制转换、频移对称啁啾扩频调制等环节组成。接收端流程为解对称啁啾、快速傅里叶变换、峰值检索、十 二进制转换、Gray译码、索引去除、并串转换等环节组成。帧结构包括前导码、同步字和用户数据。对称啁啾信号由一对极性相反的啁啾信号组成，其保证了信号拼接过程中相位和频率的连续性，相比于啁啾信号，对称啁啾信号的相关特性更优良，抗噪声性能更强，抗多普勒性能也更强。

产业化前景描述：如何在卫星通信中提高抗多普勒频移和抗噪声性能，以提供更好的通信服务？

该专利文本描述了一种面向星际通信链路的频移对称啁啾扩频调制和解调方法。该方法通过对称啁啾方式加强了信号的相关性能，提高了系统的抗噪声性能。

  专利四：一种保偏光纤主轴差分延时的测量装置（CN201910242806.4）

发明人：金晓峰,秦东林,张程慧,金向东,余显斌,郑史烈,张献民,丛波

申请日期：2019-03-28

授权日期：2020-02-18

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种保偏光纤主轴差分延时的测量装置，包括保偏光纤萨格奈克干涉仪、信号发生器，微波检波器，微处理器，其中：保偏光纤萨格奈克干涉仪包括依次连接的激光器、光电调制器、保偏光纤耦合器、设置在保偏光纤耦合器输出端的光纤接口J1、J2，设置在光纤接口J1、J2之间的待测保偏光纤，以及设置在保偏光纤耦合器另一输出端的光电探测器；信号发生器产生扫频射频信号，并被光电调制器调制到光信号上；微波检波器用于检测光电探测器输出的射频信号的功率；微控制器与微波检波器连接，用于根据微波检波器的输出信号计算保偏光纤产生的光延时。该测量装置可以达到皮秒量级的测量精度和千米级的动态范围。

产业化前景描述：如何准确测量光纤的延时量，以便在光纤通信和传感系统中进行应用？传统的光纤延时测量方法有OTDR、OLCR和OFDR，它们各自具有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法。其中，OFDR具有较高的测量精度和较大的测量范围，但需要一段定长光纤作为参考光路，容易受温度的影响而降低测量准确度。

该专利提出了一种新的装置，可以使用光在保偏光纤的快轴和慢轴上产生延时差来测量待测光纤的长度。该装置采用了萨格奈克干涉仪的结构，并且结合了基于微波光子技术的延时测量方法，可以达到皮秒量级的测量精度和千米级的动态范围。该装置的优点在于无需参考光路，减小了温度对测量准确度的影响。

  专利五：一种基于光电振荡器的射频信号感知装置（CN201810731621.5）

发明人：金晓峰,肖康,金向东,余显斌,沈小青,丛波

申请日期：2018-07-05

授权日期：2020-08-11

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种基于光电振荡器的射频信号感知装置，包括激光源、偏振控制器、马赫增德尔调制器、电磁场传感器、光纤耦合器、可调射频带通滤波器、射频放大器、光滤波器、中频带通滤波器以及两个光电探测器；其中激光源、偏振控制器、马赫增德尔调制器、电磁场传感器、光电探测器通过光纤依次相连；光电探测器、射频耦合器、可调射频带通滤波器、射频放大器、马赫增德尔调制器的射频输入口通过射频线顺次相连；光纤耦合器的一路输出、光滤波器、光电探测器、中频带通滤波器依次连接。本发明实现了高频宽带电磁场的中频接收，减少了接收端高频设备的成本，优点是无需外置本振，电磁传感器结构简单，待接收射频信号和本振隔离度好。

产业化前景描述：传统的电学接收机受到带宽窄、链路损耗大的限制，需要具备大接收带宽、大动态范围、高效率、高分辨率以及能够对多频点、多形式信号进行统一接收以及统一处理能力。光子学技术具有高传输容量和抗电磁干扰的优势，可以应用于微波和毫米波频段的信号接收和处理。然而，传统的光电振荡器方法生成的本振信号和射频信号隔离度较差，当频率间隔较近时，射频信号会对本振信号造成较大干扰。此外，集成光学电场传感器具有高灵敏度和大带宽的优势，但其偏置点容易受到周围环境的变化而产生漂移，导致调制效率和动态范围的变化，最终导致中频信号功率的波动。因此，需要解决本振信号和射频信号隔离度问题以及如何解决集成光学电场传感器的漂移问题。

本发明提供了一种射频信号接收器件，通过使用相位调制结构和频率可调的电滤波器，简化了集成光学电场传感器结构，提高了本振信号和射频信号的隔离度，并可动态调节本振信号频率，实现了未知射频信号的探测和感知。此外，本发明的射频信号感知装置能够实现无需外置本振的高频、宽带射频信号的中频接收，降低了接收端高频信号处理的昂贵成本。本发明的电磁场传感器结构紧凑，制作工艺成熟，适用于高频宽带射频信号的接收和测量。

  专利六：一种具有镜频抑制功能的光子射频接收机（CN201910114554.7）

发明人：金晓峰,肖康,邱纪琛,金向东,余显斌,谭庆贵,丛波

申请日期：2019-02-14

授权日期：2020-03-31

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种具有镜频抑制功能的光子射频接收机，其利用单个调制器构成光电振荡器，产生高质量，低相噪光生本振，无需外置本振源，同时另一射频口作为射频信号输入口，结构紧凑。通过恰当设置双电极调制器偏置点以及正交合成调制光信号的上边带拍频和下边带拍频分别产生的两路中频信号，光子射频接收机实现了射频信号接收，抑制镜频信号的功能。本发明可实现了光子镜频抑制接收机，适用于为无线通信、雷达、电子战等系统。

产业化前景描述：该专利文本主要讨论了无线通信电子技术中的一个核心结构——射频接收机，以及其中一个主要的类型——外差结构。然而，外差结构存在着镜频干扰的问题，导致待测射频信号产生畸变，影响系统的接收信号的质量。为了解决这个问题，一种方法是在电域或者光域，使用电或光滤波器从输入的信号中直接滤除镜像频率分量。然而，该方法难以实现高滚降因子的滤波器，因此不适用于宽带信号或者低中频信号。因此，该专利文本的 在于如何有效抑制外差结构中的镜频干扰，提高射频接收机的干扰能力。

本专利文本提出了一种光电回路，利用单个双电极调制器结合光电振荡器，实现了射频信号和本振信号的双输入，从而使得系统结构更加紧凑。同时，利用光电振荡器产生光生本振信号，免去了外置高质量、低相噪本振的需要。通过双电极调制器偏置点设置和光域上下边带的拍频，结合正交电耦合器，实现了光子镜频抑制的功能。本发明适用于无线通信、雷达、电子战等系统。技术效果是提高了系统的可靠性和稳定性，减少了系统的体积和成本，提高了系统的性能和效率。

  专利七：基于粉红噪声的水听器灵敏度自由场宽带校准方法（CN201910380585.7）

发明人：陈毅,贾广慧,金晓峰,杨柳青,赵涵

申请日期：2019-05-08

授权日期：2020-04-14

本专利对应产品、技术优势、性能指标：本发明公开了一种基于粉红噪声的水听器灵敏度自由场宽带校准方法，该校准方法涉及自由场水声测量领域，主要用于水听器自由场灵敏度的宽带测量。本发明方法通过控制信号源发射宽带粉红噪声信号，并对发射电流信号与接收电压信号进行截取、补零等同步处理和FFT变换，最终得到其在频域内的传递函数；通过对水池直达波和反射波进行分析，采用矩形窗对转移函数进行移动平均，消除水池反射波混响作用的影响，得到发射换能器和水听器之间自由场的宽带转移函数，实现水听器灵敏度等水声参数的宽带测量。这种方法可以在消声水池、混响水池和外场湖、海中对水听器进行宽带校准。

产业化前景描述：目前水声测量存在着一些问题，如脉冲声技术在低频测量中受到反射波的影响，宽带测量受到消声水池吸声尖劈的影响，以及换能器和水听器在噪声环境下的宽带频率响应需要得到关注。为了解决这些问题，人们研究了多种信号处理技术，包括声脉冲瞬态抑制技术、宽带测量技术、声脉冲瞬态抑制技术、Prony谱分析技术、多路径信号建模技术、空间域多次平均技术和混现场测试技术等，通过这些方法的改进和应用，提升了水声测量的效率和精度。

本发明提供了一种基于粉红噪声的水听器灵敏度自由场宽带校准方法，能够解决目前普遍使用的单频脉冲测量方法的不足。该方法能够在噪声条件下实现水听器自由场的低频宽带测量，并通过移动平均处理得到被测水听器的宽带灵敏度。该方法还包括对粉红噪声信号进行功率放大和激励发射换能器产生声信号的步骤，以及对接收到的声信号进行处理的步骤。通过该方法，能够更加准确地校准水听器的灵敏度，提高水听器的性能。

2.所属领域

通信系统设备制造；新一代移动通信网络服务；通信设备、雷达及配套设备制造；网络设备制造

3.知识产权情况

前述成果已申请专利并获得授权。

4.技术成熟度

□样品、实验阶段

□小批量生产、工程应用阶段  

☑试生产、应用开发阶段

□批量生产、成熟应用阶段

5.合作转化方式

专利许可、转让、作价投资等，具体详谈。

6.科研团队

金晓峰教授，1990年本科毕业于华中科技大学光电子系，1993年硕士毕业于中国舰船研究院水声电子专业，1996年博士毕业于浙江大学测试计量技术及仪器专业。2000-2004年期间，曾在美国高科技公司开展研究与开发工作；在光电子技术、电磁场与微波技术、测试计量技术与仪器、水声工程等多个学科与交叉领域具有相关的研究经验；目前主要从事的研究项目主要包括：科技部973课题、国家科技支撑课题、国家自然科学基金以及其他纵向与企事业联合攻关项目等。

7.联系方式

浙江大学工业技术转化研究院

成果转化项目服务中心 吴老师：0571-88982822

技术转移中心      叶老师：0571-88208236

注：所有成果技术资料来自研究团队，未经授权，请勿转载！

咨询授权请联系：0571-88982822（吴老师）