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一种基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法技术

技术编号:40068072 阅读:23 留言:0更新日期:2024-01-16 23:44
本发明专利技术公开了一种基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,包括:计算中频信号每个周期的正弦波形失真度;根据中频信号每个周期的正弦波形失真度计算得到相应位置对应的相位解调信号的可靠度;推算相位差信号沿空间轴的可靠度分布情况;在空间轴上对相位差信号作等长度分区,筛选得到每个分区内满足当前时刻与前一个时刻可靠度均大于预设可靠度阈值的相位差信号的位置点,用筛选得到的位置点的当前时刻的相位差信号减去前一个时刻的相位差信号,得到对应分区相位差的变化量;还原外部振动信号。本发明专利技术能够对受衰落噪声影响的低可靠度的信号点进行实时筛选和剔除,有效减少相干衰落效应对于还原外界振动信号的影响,提高还原信号的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分布式光纤传感的信号处理,尤其涉及一种基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法


技术介绍

1、分布式光纤声场传感系统(das)能够分布式监测传感光纤沿线的微弱扰动,具有高灵敏度、宽响应频带、抗电磁干扰等优势,能够实现大范围高精度测量。目前,在对高灵敏度和信噪比要求较高的微小应力监测领域,比如水下声信号监测与周界安防等,das系统主要采用外差相干型φ-otdr的技术路线。

2、外差相干型φ-otdr利用传感光纤中的背向瑞利散射光与参考光纤中的本征光干涉的结果,通过提取中频信号的相位信息,还原外部振动。然而,由于φ-otdr系统使用的光源多为窄线宽激光光源,背向瑞利散射光具有较高的相干性,从而发生干涉。这使得背向瑞利散射信号产生随机的干涉衰落效应,表现为中频信号在某些位置的幅度特别低,相位解调后的信号出现波形失真,也就是出现了相干衰落噪声。

3、相干衰落噪声的存在对实现高精度的外界振动监测极为不利,比如在周界安防系统中,相干衰落噪声可能导致系统频繁误报警。由于das系统本身探测的机制需要本征光与探测光进行干涉,加之应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,所述分布式光纤声场重构方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,步骤S1中,拍频信号的中心频率fm与的DAS系统数采卡的采样率fs满足以下关系:

3.根据权利要求1所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,步骤S3中,基于单个周期内的N个采样点数据{x1,x2,x3,...,xN},计算得到中频信号对应周期的正弦波形失真度S:

4.根据权利要求3所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,采用下...

【技术特征摘要】

1.一种基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,所述分布式光纤声场重构方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,步骤s1中,拍频信号的中心频率fm与的das系统数采卡的采样率fs满足以下关系:

3.根据权利要求1所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,步骤s3中,基于单个周期内的n个采样点数据{x1,x2,x3,...,xn},计算得到中频信号对应周期的正弦波形失真度s:

4.根据权利要求3所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,采用下述公式根据中频信号每个周期的正弦波形失真度计算得到相应位置对应的相位解调信号的可靠度k:

5.根据权利要求1所述的基于中频信号失真度的分布式光纤声场重构方法,其特征在于,步骤s5中...

【专利技术属性】
技术研发人员:张旭苹张益昕罗承镇佟帅邹宁睦李亚卓孙长伟王峰
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

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