[發明專利]一種精確估計EOM脈沖調制型BOTDR系統信噪比的方法

無效

• 申請號: 201210039986.4
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102607631A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 路元剛;趙曉東;張旭蘋
• 申請（專利權）人: 南京大學（蘇州）高新技術研究院;南京大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種精確估計EOM脈沖調制型BOTDR系統信噪比的方法，其特征是包括以下步驟：

1)將EOM調制后的脈沖光看作為理想脈沖光與連續泄漏光的疊加，確定調制脈沖光峰值功率P_p與泄漏功率P_b、脈寬W，以及傳感光纖的長度L，則理想脈沖光峰值功率為P_p-P_b，連續泄漏光的恒定功率為P_b，EOM消光比為ER＝P_p/P_b；

2)根據自發布里淵散射機理，理想脈沖光激發的自發布里淵散射譜在中心頻率處的功率滿足式(1)：

P′_B(z)＝P_p(1-1/ER)α_BS(cW/n)(1/π)tan^-1(2B/Δv_B)exp(-2αz)????(6)

而泄漏光激發的自發布里淵散射譜在中心頻率處的功率滿足式(2)：

P″_B＝P_bα_BS(1-exp(-2αL))/α(1/π)tan^-1(2B/Δv_B)??????????????(7)

其中，z是距離光纖起始端的長度，α_B是布里淵散射系數，S是背向散射選擇比，α是光纖衰減系數，c是真空中的光速，n是傳感光纖的折射率，B是掃頻帶寬，Δv_B是自發布里淵散射譜的帶寬；

3)根據相干探測理論，確定光電探測器將步驟2)中所得的總光電流滿足式(3)

其中，η是光電探測器的量子效率，e是單個電子的電量，h是普朗克常數，v_s為入射光頻率，v_L與P_L分別為本地參考光的頻率與功率，v_B為布里淵散射光的中心頻率，θ′_i是理想脈沖光電流的初始相位，θ″_i是泄漏光電流的初始相位，θ_i＝θ′_i-θ″_i是兩者的相位差，由P′_B、P″_B、α、_z、θ′_i和θ″_i決定，Is(z)=2(ηehvs)PB′(z)PL+PB′′PL+2cosθiPLPB′(z)PB′′]]>為總光電流的幅度；

4)根據窄帶信號功率均方根誤差

ΔP(z)＝δ(I_S²(z)+δ²)^1/2R???????????????????????(9)

根據步驟3)中所得光電流振幅I_s(z)，確定功率均方根誤差ΔP(z)，其中δ²＝2eBP_Lηe/(hv_S)，R為光電探測器電阻阻值；

5)根據信噪比公式確定EOM脈沖調制型BOTDR的信噪比，N為重復測量次數，為理想目標功率曲線，ΔP_i(z)為第i次測量所得功率曲線的均方根誤差，得到光纖上z位置處的信噪比：

SNR(z)=NηhvSPB′(z)2B(ηhvS)PB′(z)[1+n(1-exp(-2αL))/αcW(ER-1)exp(2αz)]+B2---(10).]]>