一种相位敏感型光时域反射光纤传感系统及相位解调方法技术方案

技术编号:45070314 阅读:32 留言:0更新日期:2025-04-25 18:13
本发明专利技术公开了一种相位敏感型光时域反射光纤传感系统及相位解调方法,所述方法包括:获取两路拍频信号;对两路信号分别进行希尔伯特变换、时间平移变换;对上述得到的信号进行积化和差的三角函数变换:对变换之后得到的信号进行相加相减处理得到两路信号;对得到的两路相互正交的信号进行反正切变换提取相位。所述方法用于对分布式光纤传感系统中声信号和振动信号的相位信息进行解调恢复,可以有效降低由于光纤中信号光的偏振态与参考光的偏振态不匹配导致的偏振衰落噪声带来的影响,提高系统振动定位和相位解调的准确性,从而有效改善系统的漏、误报问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤信号处理,具体涉及一种相位敏感型光时域反射光纤传感系统及相位解调方法


技术介绍

1、相位敏感型光时域反射光纤传感系统是一种十分强大的技术,可以实现快速响应和高灵敏度的全分布式振动传感。相位敏感型光时域反射光纤传感系统可以通过简单地测量来自光纤中相邻位置的背散射光的光学相位差来检测和量化非常小的应变变化,它目前已应用于光缆施工维护、安全防护、交通监测等诸多领域。

2、然而,相位敏感型光时域反射光纤传感系统中存在的偏振衰落噪声是影响其信噪比提升的关键问题。在未使用偏振分集模块时,如果瑞利散射信号与参考光的偏振状态不匹配,在某些位置上的信号强度会接近于 0,使得信号淹没在噪声中。偏振衰落现象会导致系统的解调结果恶化,信噪比(snr)降低,引起解调结果失真,导致系统出现漏、误报,影响系统性能。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种相位敏感型光时域反射光纤传感系统及相位解调方法,以消除由于光纤中信号光的偏振态与参考光的偏振态不匹配导致的偏振衰落现象,有效降低系统漏报率和误报率,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,包括沿光路方向依次设置的窄线宽激光器、第一光纤耦合器、声光调制器、光纤放大器、光环形器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、第一光电探测器、第二光电探测器、数据采集装置以及所述数字解调单元;

2.根据权利要求1所述的基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,所述数字解调单元对第一路拍频信号和第二路拍频信号进行提取相位处理,包括:

3.根据权利要求2所述的基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,第一路拍频信号和第二路拍频信...

【技术特征摘要】

1.一种基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,包括沿光路方向依次设置的窄线宽激光器、第一光纤耦合器、声光调制器、光纤放大器、光环形器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、第一光电探测器、第二光电探测器、数据采集装置以及所述数字解调单元;

2.根据权利要求1所述的基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,所述数字解调单元对第一路拍频信号和第二路拍频信号进行提取相位处理,包括:

3.根据权利要求2所述的基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,第一路拍频信号和第二路拍频信号分别为:

4.式中, ,和 分别表示信号光和本征光的光场幅度;表示信号光方向和本征光方向偏振态的差值角度;为aom 引入的光信号频移;为时间;为干涉场的相位。

5.根据权利要求3所述的基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感系统,其特征在于,信号和信号分别表示为:

6.根据权利要求3所述的一种基于偏振分集技术的相位敏感型光时域反射光纤传感...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙安吴夏彤陈之祥王玉华邹炎
申请(专利权)人:中国科学院武汉岩土力学研究所
类型:发明
国别省市:

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