[發明專利]一種基于可變積分窗的分布式光纖傳感增益提升方法

有效

• 申請號: 201910539710.4
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110207803B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 李豪;孫琪真;范存政;閆志君;賀韜;孫玥真;譙偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種基于可變積分窗的分布式光纖傳感增益提升方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、積分窗以預設長度和預設步長沿光纖軸向對采集到的后向散射光信號進行復數化相位解調得到待測信號的信噪比；

步驟S1具體包括：

S11、采集光纖中m個散射點對N個發射光脈沖的后向散射光信號；

S12、對采集到的后向散射光信號進行復數化相位解調得到各散射點的光強相位復數；

S13、分別將相鄰兩散射點的光強相位復數做共軛相乘得到中間復數，對光纖同一位置，再將相鄰兩次發射光脈沖的中間復數做共軛相乘得到最終復數，并求取最終復數的輻角主值；

S14、按照積分窗預設長度以預設步長沿光纖軸向對積分窗內光纖段的輻角主值進行積分，得到積分窗內光纖段的相位，進而得到積分窗內光纖段的待測信號的信噪比；

S2、若積分窗到達傳感光纖尾端，解調結束，進入S3，否則，重復S1；

S3、若積分窗內光纖段的待測信號的信噪比超過預設的閾值，解調結束，否則，進入S4；

S4、根據光纖所有積分窗模值均值分布，建立積分窗長度與光纖軸向距離的關系模型，采用長度可變積分窗沿光纖軸向進行相位重解調得到更新后的信噪比，實現傳感增益提升。

2.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述復數化相位解調過程為：將采集到的后向散射信號與一對與其同頻的正交余弦信號分別相乘，得到的余弦量作為復數實部，正弦量作為復數的虛部。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述積分窗內光纖段所測信號的信噪比隨積分窗長度變化而變化，隨著積分窗長度增大，信噪比先增強再減弱，存在一個信噪比峰值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述積分窗按預設長度與預設步長沿傳感光纖軸向滑動，預設步長將傳感光纖分為多個傳感區間，每個傳感區間的積分窗長度相同。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，積分窗長度變化后，所述傳感區間的積分窗長度不同。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述傳感區間的積分窗長度不同，實現整個傳感光纖的信噪比均衡。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述積分窗模值均值分布的獲取包括分別記錄積分窗起點和終點與其相鄰三個散射點的復數模值的均值，形成起點均值與終點均值，并再求出二者均值，得到沿光纖軸向分布的積分窗模值均值。

8.根據權利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述積分窗長度與光纖軸向距離的關系模型由沿光纖軸向的模值均值分布決定，信噪比提升強度與模值均值大小成反比。