63-74

Научная статья
УДК 519.688
https://doi.org/10.25686/2306-2819.2022.4.63

Метод уточнения значения частотного сдвига спектра,

полученного в условиях малой разрешающей способности анализатора

А. Ф. Аглиуллин, Т. А. Аглиуллин, Б. И. Валеев, Е. В. Куликова, А. В. Мальцев, О. Г. Морозов, А. Ж. Сахабутдинов^*
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ,
Российская Федерация,420111, Казань, ул. К. Маркса, 10.
azhsakhabutdinov@kai.ru^*

АННОТАЦИЯ

В статье предложен новый метод определения частотного сдвига спектра, полученного в условиях малой разрешающей способности анализатора, позволяющий за счет математической обработки сигнала, описывающего спектр, определять его частотный сдвиг с разрешающей способностью на два порядка большей, чем приборная. Метод основан на представлении сигнала, описывающего сдвинутый по частоте спектр в виде непрерывной всюду дифференцируемой функции, разложении её в ряд Тейлора, аппроксимации его производных конечными разностями заданного порядка и определении частотного сдвига методом наименьших квадратов. Дано математическое обоснование метода, приведены результаты математического моделирования. Обсуждены перспективы применения предложенного метода.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

метод определения частотного сдвига спектра; разрешающая способность; математическое обоснование; результаты математического моделирования; перспективы применения

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ (PDF)

ФИНАНСИРОВАНИЕ

работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования в рамках программы «Приоритет 2030».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.     Tosi D. Advanced Interrogation of Fiber-Optic Bragg Grating and Fabry-Perot Sensors with KLT Analysis // Sensors. 2015. Vol. 15. Pp. 27470–27492.
2.     Gong Y., Li K., Zhang Z. Investigation on Low Cost Optical Fiber Sensor Interrogator // Instrum Exp Tech. 2021. Vol. 64. Pp. 765–767.
3.     Experimental evaluation of low-cost interrogation techniques for FBG sensors / P. Silveira, A. Dante, M. Keley et al. // IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC). 2018. Pp. 1–6.
4.     Fast Peak-tracking Method for FBG Reflection Spectrum and Nonlinear Error Compensation / J. Wang, T. Huang, F. Duan et al. // Optics Letters. 2020. Vol. 45. Pp. 451–454.
5.     Improvement of Fiber Bragg Grating Wavelength Demodulation System by Cascading Generative Adversarial Network and Dense Neural Network / S. Li, S. Ren, S. Chen et al. // Appl. Sci. 2022. Vol. 12. P. 9031.
6.     Algorithm of FBG Spectrum Distortion Correction for Optical Spectra Analyzers with CCD Elements / V. Anfinogentov, K. Karimov, A. Kuznetsov et al. // Sensors. 2021. Vol. 21, iss. 8. P. 2817.
7.     Application of Gaussian Function for Modeling Two-Frequency Radiation from Addressed FBG / R. Gubaidullin, T. Agliullin, I. Nureev et al. // IEEE Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2020. Pp. 1–4.
8.     Capmany J., Novak D. Microwave photonics combines two worlds // Nature Photonics. 2007. Vol. 1, iss. 6. Pp. 319–330.
9.     Refractive-index sensor based on tilted fiber Bragg grating interacting with multimode fiber / Y. Jin, X. Dong, H. Gong et al. // Microwave and Optical Technology Letters. 2010. Vol. 52, iss. 6. Pp. 1375–1377.
10. Morozov O.G., Sakhabutdinov A.J. Addressed fiber Bragg structures in quasi-distributed microwave-photonic sensor systems // Computer Optics. 2019. Vol. 43, iss. 4. Pp. 535–543.
11. Multicast Fiber Bragg Structures in Microwave Photonics Sensor Systems / T. Agliullin, V. Anfinogentov, Rin. Misbakhov et al. // Proceedings of Telecommunication Universities. 2020. Vol. 6, iss. 1. Pp. 6–13.
12. Multi-Addressed Fiber Bragg Structures for Microwave-Photonic Sensor Systems / O. Morozov, V. Anfinogentov, A.J. Sakhabutdinov et al. // Sensors. 2020. Vol. 20, Iss. 9. P. 2693.
13. Сахабутдинов А.Ж., Нуреев И.И., Морозов О.Г. Уточнение положения центральной длины волны ВРБ в условиях плохого соотношения сигнал/шум // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. Т. 18, № 3-2. С. 98–102. / Sahabutdinov A.Zh., Nureev I.I., Morozov O.G. Utochnenie polozhenija central'noj dliny volny VRB v uslovijah plohogo sootnoshenija signal/shum [Clarification of the provisions of the central wavelength FBG in low signal/noise ratio]. Fizika volnovyh processov i radiotehnicheskie sistemy [Physics of Wave Processes and Radio Systems]. 2015. Vol. 18, No. 3-2. Pp. 98–102. (In Russ.).

Для цитирования: Метод уточнения значения частотного сдвига спектра, полученного в условиях малой разрешающей способности анализатора / А. Ф. Аглиуллин, Т. А. Аглиуллин, Б. И. Валеев и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2022. № 4 (56). С. 38-50. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2022.4.38