一种提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法技术

本发明专利技术涉及一种提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法，采用φ‑OTDR分布式光纤振动传感系统，采集参考信号和测量信号，为了提高空间分辨率，分别对参考信号和测量信号进行划分子带处理，并将划分后的子带转换为时域，然后计算参考信号和测量信号的N个互相关轨迹，再对N个互相关轨迹进行平均，得到时间互相关迹线，用于减少信噪比的降低。本发明专利技术能够在不改变脉冲宽度的同时还能有效提高空间分辨率，减少信噪比的降低，且易于实现，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法
本专利技术属于光纤传感测量
，具体涉及一种提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法。
技术介绍
分布式光纤干涉振动检测系统具有灵敏度高、信号处理实时性好、监测距离长、动态检测范围大等优点，受到了广泛的关注与研究，已运用于长距离通信、远距离输电等领域的定位监测中。φ-OTDR分布式光纤振动传感系统是一种常见的光纤振动传感系统，其原理框图如图1所示，包括有激光器和光电探测器等，由激光器向传感光纤中输入脉冲光，脉冲信号在光纤中传输会发生瑞利散射，产生后向瑞利散射信号，当外界有振动作用在光纤上某处时，由于弹光效应，该处的光纤参数会发生变化，导致瑞利散射曲线对应位置处的光强发生变化，通过信号处理，即可实现对振动事件的探测和定位。φ-OTDR分布式光纤振动传感系统的动态范围是关键技术指标之一，决定了反射仪进行有效测量的光纤的最大长度，动态范围越大，所能测量的光纤距离越长，而空间分辨率是指φ-OTDR能够识别的两个故障点之间的最短距离，提高空间分辨率指标有利于准确定位光纤故障，一般通过增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法，其特征在于：包括如下步骤：/nA.采用φ-OTDR分布式光纤振动传感系统，根据该系统“通过激光器向传感光纤中注入加入光载波的啁啾脉冲光信号，会产生反向瑞利散射信号，该信号在光电探测器的作用下转化为电信号，从而能够得到加入啁啾脉冲光信号后的φ-OTDR迹线I(t)”这一原理，以间隔δt向传感光纤中输入两条相同的啁啾脉冲光信号，得到间隔时间为δt的参考信号I

【技术特征摘要】
1.一种提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
A.采用φ-OTDR分布式光纤振动传感系统，根据该系统“通过激光器向传感光纤中注入加入光载波的啁啾脉冲光信号，会产生反向瑞利散射信号，该信号在光电探测器的作用下转化为电信号，从而能够得到加入啁啾脉冲光信号后的φ-OTDR迹线I(t)”这一原理，以间隔δt向传感光纤中输入两条相同的啁啾脉冲光信号，得到间隔时间为δt的参考信号Ir(t)和测量信号Im(t)；
B.使用宽度为δv的数字带通滤波器分别对参考信号Ir(t)和测量信号Im(t)中的通带进行处理，得到相对应的带通分量Ipb,r(f)和Ipb,m(f)；
C.提高空间分辨率，数字带通滤波器分别将所述带通分量Ipb,r(f)和Ipb,m(f)划分为带宽ΔW＝δv/N的N个独立子带和并调整相关时间
D.在同步滤波引起的时移之后，将参考信号Ir(t)和测量信号Im(t)的相对应的子带和均转换为时域；
E.根据转换后的时域计算参考信号Ir(t)和测量信号Im(t)的N个互相关轨迹；
F.对N个互相关轨迹进行平均，得到时间互相关迹线，用于减少信噪比的降低。


2.根据权利要求1所述的提高分布式光纤检测空间分辨率的子带处理方法，其特征在于：在所述步骤A中，所述φ-OTDR分布式光纤振动传感系统的原理具体为：
a.通过激光器向传感光纤中注入加入光载波的啁啾脉冲光信号，
该信号表示为：



其中，






式中，E0是脉冲振幅，是脉冲传播延迟，τp是脉冲宽度，Poc(t,z)是光频为的载波，其中v0为原信号的光频率，为载波的光频率，Pcp...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙洁，杨贵营，孙抗，李贵州，刘哲睿，王海港，常润，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司焦作供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41