[發明專利]提高OFDR測量空間分辨率的方法及OFDR系統

有效

• 申請號: 202110296537.7
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112798025B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 王輝文;劉曉平;張曉磊;溫永強;張曉喬
• 申請（專利權）人: 武漢昊衡科技有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01S17/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種提高OFDR測量空間分辨率的方法，其特征在于，該方法通過兩面夾逼法獲取事件點的精準位置，具體為：

將OFDR系統的光源掃頻范圍設置為最寬，獲取待測光纖鏈路事件點的位置，此時事件點的測量位置為或者，則確定事件點的測量位置L的測量位置范圍：，為掃頻最寬時的測量空間分辨率；

計算空間分辨率為、、、...、時OFDR系統的掃頻范圍，其中，，m、k為整數；

根據計算的掃頻范圍依次設置OFDR系統的光源的掃頻范圍；

在不同的掃頻范圍下，采集待測光纖鏈路中的信號并解調，得到不同測量空間分辨率下事件點的測量位置，并確定相應的測量位置范圍；

根據相鄰兩空間分辨率對應的測量位置范圍，不斷縮小事件點的測量位置范圍，直至推導出事件點的最終測量位置。

2.根據權利要求1所述的提高OFDR測量空間分辨率的方法，其特征在于，。

3.根據權利要求2所述的提高OFDR測量空間分辨率的方法，其特征在于，測量空間分辨率為時，事件點的測量位置為或，則事件點位置L的范圍為；

由相鄰兩空間分辨率對應的測量位置范圍，不斷縮小事件點的位置范圍，直至空間分辨率為時，事件點的測量位置為0或，則L的范圍為，最終測量位置，q為整數。

4.根據權利要求1所述的提高OFDR測量空間分辨率的方法，其特征在于，待測光纖鏈路中的信號為OFDR系統采集待測光纖鏈路中瑞利散射光與參考光形成的拍頻干涉信號，對該拍頻干涉信號進行反FFT變換，并將頻域信息對應到光纖上各位置的距離，獲取事件點的測量位置。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的提高OFDR測量空間分辨率的方法，其特征在于，具體根據公式計算光源掃頻范圍，其中，為測量空間分辨率，c為光速，n為光纖的折射率，為光源掃頻范圍。

6.一種OFDR系統，其特征在于，包括：

線性掃頻激光器，根據預設的掃頻范圍依次設置掃頻范圍；預設的掃描范圍為根據空間分辨率、、、...、計算的掃頻范圍，其中，，m、k為整數，為掃頻最寬時的測量空間分辨率；

光纖分束器，與線性掃頻激光器連接；

主干涉儀，其輸入端與光纖分束器的一個輸出端連接，其輸出端與待測光纖鏈路連接；

輔助干涉儀，其輸入端與光纖分束器的另一個輸出端連接；

第一光電探測器，與主干涉儀的另一個輸出端連接；

第二光電探測器,與輔助干涉儀的輸出端連接；

數據采集卡，與第一光電探測器和第二光電探測器連接，用于在不同的掃頻范圍下，采集待測光纖鏈路中的信號；

處理器，與數據采集卡連接，對采集的信號進行解調，得到不同測量空間分辨率下事件點的測量位置，并確定相應的測量位置范圍；根據相鄰兩空間分辨率對應的測量位置范圍，通過對測量位置采用兩面夾逼法，獲得該事件點的精準位置。

7.根據權利要求6所述的OFDR系統，其特征在于，主干涉儀包括第一光纖耦合器、光纖環形器和第二光纖耦合器；第二光纖耦合器的輸入端連接光纖分束器的一個輸出端，第二光纖耦合器的輸出端分別連接光纖環形器的第一端口及第二光纖耦合器；光纖環形器的第二端口與待測光纖鏈路連接，光纖環形器的第三端口連接第二光纖耦合器的另一輸入端。

8.根據權利要求6或7所述的OFDR系統，其特征在于，輔助干涉儀包括第三光纖耦合器、延遲線圈和第四光纖耦合器，第三光纖耦合器的輸入端連接光纖分束器的另一個輸出端，第三光纖耦合器的輸出端分別連接延遲線圈及第四光纖耦合器，延遲線圈的輸出端連接第四光纖耦合器的另一輸入端。