【技术实现步骤摘要】
基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统及方法
本专利技术涉及光纤传感测量
，具体涉及一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统及方法。
技术介绍
分布式光纤传感(DFOS)在现代社会中有着极为广泛的运用，尤其在石油传输、电力监测、大型结构安全以及国境安防等领域占有非常重要的地位。分布式光纤传感的基本原理为外界环境因素的改变，诸如温度、振动等，导致光纤本身的特性如折射率发生改变，进而影响到光纤中传输光场，并且改变光纤中的散射光场。因此，通过检测散射光(瑞利散射光、布里渊散射光或者拉曼散射光)的特性，可以得到光纤受影响的位置，甚至于可以还原外界温度场或振动场。相位敏感形光时域反射仪是一种典型的分布式光纤传感系统，它通过解调光纤中瑞利散射光的相位信息来进行对外界干扰的实时监测，原理如下：当相干光源输出的脉冲进入待测光纤后，其沿光纤后向瑞利散射光不断返回输入端；在某一个特定时刻光纤上长度为半个脉冲宽度的瑞利散射光在输入端发生相干，最终输出系统；若外界振动场发生改变，其频率和幅值与散射光两点之间的相位差成正比...
【技术保护点】
1.一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统，其特征在于，包括：激光器模块、耦合器、光信号调制模块、待测传感光纤、信号检测模块和信号解调模块；/n所述激光器模块产生光信号并将光信号发送给耦合器，耦合器将光信号分别输入光信号调制模块和信号检测模块；/n光信号调制模块将光信号调制为x个具有不同啁啾率的啁啾脉冲光信号后发送给待测传感光纤；/n经过待测传感光纤之后，x个不同啁啾率的啁啾脉冲光信号所产生的混合的散射光信号被送至信号检测模块；/n信号检测模块利用耦合器发送的光信号和混合的散射光信号经相干探测并恢复瑞利散射矢量场后得到拍频信号，信号检测模块将拍频信号输入信号解调模...
【技术特征摘要】
1.一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统，其特征在于，包括：激光器模块、耦合器、光信号调制模块、待测传感光纤、信号检测模块和信号解调模块；
所述激光器模块产生光信号并将光信号发送给耦合器，耦合器将光信号分别输入光信号调制模块和信号检测模块；
光信号调制模块将光信号调制为x个具有不同啁啾率的啁啾脉冲光信号后发送给待测传感光纤；
经过待测传感光纤之后，x个不同啁啾率的啁啾脉冲光信号所产生的混合的散射光信号被送至信号检测模块；
信号检测模块利用耦合器发送的光信号和混合的散射光信号经相干探测并恢复瑞利散射矢量场后得到拍频信号，信号检测模块将拍频信号输入信号解调模块；
信号解调模块对拍频信号进行解调后输出散射光信号的扰动信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统，其特征在于，还包括光环形器；
光信号调制模块通过光环形器将啁啾脉冲光信号发送至待测传感光纤；
待测传感光纤通过光环形器将混合的散射光信号发送至信号检测模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光信号调制模块包括：强度调制器、相位调制器、光学滤波器和光学开关；
所述强度调制器和相位调制器产生不同啁啾率的啁啾脉冲光信号；
光学滤波器过滤出强度调制器产生的不同啁啾率的光信号；
光学开关选择输出光学滤波器滤出的不同啁啾率的光信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统，其特征在于，信号解调模块对拍频信号进行解调具体步骤为：
S1：信号解调模块将拍频信号按采样顺序分成N组，N为不为零的整数；
S2：将N组拍频信号中的第n组基于分数阶傅里叶变换法解出x个扰动信息；
S3：将x个扰动信息所有扰动信息重新按照时间顺序组合后得到散射光信号的扰动信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于分数阶傅里叶变换的高速分布式光纤传感系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张全明，姚实颖，罗劲瑭，陈一鸣，杨宇玄，祝和春，王子南，张晨琳，吴函，阳小龙，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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