[發明專利]提高分布式光纖布里淵傳感器信號信噪比的方法及裝置

在審

• 申請號: 201610072189.4
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105628067A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 郝蘊琦
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;董曉慧

1.一種提高分布式光纖布里淵傳感器信號信噪比的方法，其特 征在于：信號發生模塊(10)產生雙正交碼的電脈沖信號驅動聲光調 制器(3)的驅動模塊(11)，驅動模塊(11)將接收到的雙正交碼的 電脈沖信號進行編碼得到雙正交碼編碼的電脈沖序列，控制聲光調制 器(3)將輸入的連續光調制成與雙正交碼編碼的電脈沖序列寬度對 應的雙正交碼編碼的光脈沖，將雙正交碼編碼的光脈沖注入到長距離 的分布式光纖布里淵傳感器的傳感光纖(5)中，實現后向自發布里 淵散射信號信噪比的增加。

2.一種提高分布式光纖布里淵傳感器信號信噪比的裝置，其特 征在于：包括激光器(1)，激光器(1)的輸出端與光纖耦合器(2) 的輸入端(21)連接，光纖耦合器(2)的第一輸出端(22)與聲光 調制器(3)的輸入端連接，聲光調制器(3)的輸出端與三端口環形 器(4)的第一端口(41)連接，三端口環形器(4)的第二端口(42) 與傳感光纖(5)相連；聲光調制器(3)的控制端與聲光調制器的驅 動模塊(11)的輸出端連接，聲光調制器的驅動模塊(11)的輸入 端與信號發生模塊(10)的輸出端連接；光纖耦合器(2)的第二輸 出端(23)與本地振蕩器(6)的輸入端連接，本地振蕩器(6)的輸 出端與耦合器(7)的第一輸入端(71)，耦合器(7)的第二輸入端 (72)與三端口環形器(3)的第三端口(33)連接，耦合器(7)的 第一輸出端(73)和第二輸出端(74)分別與平衡探測器(8)的第 一輸入端口(81)和第二輸入端口(82)連接，平衡探測器(8)的 輸出端口與數據采集卡(9)的輸入端連接。

3.根據權利要求2所述的提高分布式光纖布里淵傳感器信號信 噪比的裝置，其特征在于：在耦合器(7)中進行本地光與長距離傳 感光纖的后向散射的自發布里淵散射光進行干涉，平衡探測器(8) 從干涉光中探測出布里淵散射光，數據采集卡(9)從平衡探測器(8) 中采集自發布里淵散射信號，并將自發布里淵散射信號進行解碼分 析。

4.根據權利要求3所述的提高分布式光纖布里淵傳感器信號信 噪比的裝置，其特征在于：所述后向散射的自發布里淵散射光的軌跡 為η(t)，

即η(t)=η1(t)η2(t)......η2m(t)=Bmω1(t)ω2(t)......ω2m(t)+e1(t)e2(t)......e2m(t),]]>

其中，B_m為高階雙正交碼矩陣；ω₁(t)、ω₂(t)、……、ω_2m(t)為傳 感光纖散射后得到的理想的不包含噪聲的布里淵散射信號軌跡；e_1(t)、 e_2(t)、……、e_2m(t)表示布里淵散射信號中包含的噪聲；

對η(t)進行解碼分析，具體如下：1)、構造雙正交碼矩陣B_m的 廣義逆矩陣B_m⁺，B_m⁺＝(B_m^TB_m)^-1B_m^T，其中T表示轉置，“-1”代表逆 矩陣；

2)、將η(t)對應的矩陣與廣義逆矩陣B_m⁺相乘；

3)、對步驟2)相乘得到的矩陣的每行進行移位疊加平均；

具體如下：①移位，第1行不動，第2行向前移動一位，第3行向 前移動兩位，第2m行向前移動(2m-1)位，得到新矩陣；

②疊加平均，將新矩陣第一行中每一位所對應的列的數據進行數 學疊加并求平均，得到最終的自發布里淵散射信號軌跡η′(t)；

4)、信噪比分析。