[發(fā)明專利]一種用于提高BOTDR抗輻射能力的系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610048544.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN105675020B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李密;陳章;張旭蘋;宋躍江;李鑫;劉陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D3/028
• 分類號(hào): G01D3/028
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 朱楨榮

1.一種用于提高BOTDR抗輻射能力的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A、將光源模塊輸出的連續(xù)光分成兩路：第一路作為探測(cè)的連續(xù)光和第二路作為本振的連續(xù)光；

步驟B、將第一路連續(xù)光調(diào)制成間隔序列脈沖光，具體如下：

步驟B-1、計(jì)算出序列長(zhǎng)度為：T_S×N，且T_L≤T_S×N，其中，T_S為光纖中碼元間隔，N為序列中的碼元個(gè)數(shù)，T_L為光往返光纖所需時(shí)間；

步驟B-2、根據(jù)B-1中的T_L≤T_S×N，選取得到碼元個(gè)數(shù)N：其中，為先上取整符；根據(jù)碼元個(gè)數(shù)生成相對(duì)應(yīng)的循環(huán)碼生成矩陣，再由循環(huán)碼生成矩陣得到N維的周期矩陣，取兩次周期矩陣的第一行，按照間隔T_S組成間隔序列；

由循環(huán)碼生成矩陣得到N維的周期矩陣具體方法為：將循環(huán)碼生成矩陣的第一行作為周期矩陣第一行，周期矩陣中的其它行均為上一行循環(huán)左移1位得到，從而形成N維的周期矩陣；

步驟B-3、根據(jù)產(chǎn)生的間隔序列，將第一路連續(xù)光調(diào)制成間隔序列脈沖光；

步驟C、將間隔序列脈沖光放大后注入光纖，獲得后向布里淵散射光信號(hào)；

將第二路連續(xù)光進(jìn)行光偏振態(tài)隨機(jī)化，得到光偏振態(tài)隨機(jī)分布的本振光信號(hào)；

將所述后向布里淵散射光信號(hào)和光偏振態(tài)隨機(jī)分布的本振光信號(hào)耦合相干后得到布里淵散射光信號(hào)，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行掃頻、濾波放大后得到布里淵散射電信號(hào)；

步驟D、對(duì)布里淵散射電信號(hào)進(jìn)行解碼，得到解碼后的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)，根據(jù)解碼后的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)，獲得沿光纖分布每一點(diǎn)處的布里淵頻移，再根據(jù)布里淵頻移與溫度或者應(yīng)變的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度或者應(yīng)變的傳感；解碼包括拼接重組和矩陣變換，具體如下：

D-1、拼接重組：將布里淵散射電信號(hào)按照周期T_S分割為2N-1份：Y₁,Y₂...Y_2N-1，取布里淵散射電信號(hào)的第i個(gè)間隔后的連續(xù)N個(gè)間隔數(shù)據(jù)，作為布里淵系統(tǒng)響應(yīng)矩陣Y_B的第i行所對(duì)應(yīng)的元素，得到布里淵系統(tǒng)響應(yīng)矩陣Y_B：0≤i≤N且i為整數(shù)；

D-2、矩陣變換：對(duì)布里淵系統(tǒng)響應(yīng)矩陣Y_B進(jìn)行矩陣變換，得到單脈沖系統(tǒng)響應(yīng)組h₁...h_N為不同時(shí)延下單脈沖的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)，X^-1為步驟B-2中所述的周期矩陣的逆矩陣；單脈沖系統(tǒng)響應(yīng)組每行中的單脈沖的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)為上一行單脈沖的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)向后T_S的延時(shí)，根據(jù)該單脈沖系統(tǒng)響應(yīng)組中的時(shí)延關(guān)系，將每行單脈沖的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)相加求平均，得到解碼后的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)，根據(jù)解碼后的BOTDR系統(tǒng)響應(yīng)，獲得沿光纖分布每一點(diǎn)處的布里淵頻移，再根據(jù)布里淵頻移得到光纖周圍溫度或應(yīng)變的變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高BOTDR抗輻射能力的方法，其特征在于，所述其中,L為光纖長(zhǎng)度，c為真空中光速，n為光纖的折射率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高BOTDR抗輻射能力的方法，其特征在于，光纖中碼元間隔T_S小于3微秒。