[發(fā)明專利]具有衰落噪聲識(shí)別消除的相位解調(diào)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111113831.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113852416B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫安;吳智深;范婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北大學(xué);南京智慧基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/071
• 分類號(hào): H04B10/071
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

1.一種具有衰落噪聲識(shí)別消除的相位解調(diào)方法，其特征在于，包括：

步驟1、通過(guò)傳感光纖產(chǎn)生后向瑞利散射光信號(hào)與本振光信號(hào)匯合并發(fā)生相干干涉，產(chǎn)生拍頻信號(hào)；

步驟2、獲取拍頻信號(hào)中的光電流信號(hào)；

步驟3、將光電流信號(hào)處理為正交的兩路信號(hào)；

步驟4、將步驟3中得到的兩路信號(hào)分別分為成兩路，一路倍頻信號(hào)，一路零頻信號(hào)：

步驟5、根據(jù)四路信號(hào)解調(diào)出待測(cè)信息；

在第n個(gè)脈沖內(nèi)產(chǎn)生的拍頻信號(hào)為：

式中，下標(biāo)n表示第n個(gè)脈沖，E_Ln(t)為在第n個(gè)脈沖內(nèi)本振光的實(shí)時(shí)強(qiáng)度；E_Ln為在第n個(gè)脈沖內(nèi)本振光的振幅；E_Sn(t)為在第n個(gè)脈沖內(nèi)瑞利后向散射光的實(shí)時(shí)強(qiáng)度；E_Sn為在第n個(gè)脈沖內(nèi)瑞利后向散射光的振幅；v₀為光場(chǎng)頻率；v₁聲光調(diào)制器引入的光頻移；是干涉場(chǎng)的相位；為本振光的初始相位；是振動(dòng)引起的相位變化；

在第n個(gè)脈沖內(nèi)獲取的拍頻信號(hào)中的光電流信號(hào)為：

式中，I_Ln(t)為在第n個(gè)脈沖內(nèi)拍頻信號(hào)中的光電流信號(hào)；

步驟3中，在第n個(gè)脈沖內(nèi)將光電流信號(hào)處理為正交的兩路信號(hào)為：

步驟4中，將信號(hào)I_1n分為成兩路：

將信號(hào)Q_1n分為成兩路：

步驟5中，根據(jù)四路信號(hào)解調(diào)出待測(cè)信息的步驟包括：

步驟51、對(duì)于倍頻信號(hào)，用數(shù)字脈沖信號(hào)交叉乘積去除基頻：不同脈沖光纖同一位置信號(hào)相乘，即：

式中，下標(biāo)n和n+1分別表示第n個(gè)脈沖和第n+1個(gè)脈沖，是干涉場(chǎng)的相位，為本振光的初始相位，在t時(shí)刻和t₂時(shí)刻是不同脈沖光纖同一位置信號(hào)，這兩個(gè)相對(duì)的時(shí)間是不變的，頻率也是不變的，2πv₁t＝2πv₁t₂，相位是不一樣的,

步驟52、對(duì)于倍頻信號(hào)，反正切變換提取相位：先將上述步驟中兩式相除得到：

對(duì)于零頻信號(hào)，用反正切變換，提取相位信號(hào)：

將兩式相除得到：

式中，是光纖不同位置的相位；

步驟53、判斷衰落點(diǎn)：對(duì)比分析零頻信號(hào)和倍頻信號(hào)得到的兩組相位信號(hào)；若零頻信號(hào)和倍頻信號(hào)顯示出相似的干涉衰落波形且同時(shí)出現(xiàn)跳點(diǎn)，則此位置不是衰落點(diǎn)；若零頻信號(hào)和倍頻信號(hào)有不同的衰落波形且一個(gè)出現(xiàn)跳點(diǎn)另一個(gè)沒(méi)有出現(xiàn)跳點(diǎn)，則此位置是衰落點(diǎn)，從而對(duì)比判斷出衰落點(diǎn)并消除。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位解調(diào)方法，其特征在于，步驟1包括：

步驟11、通過(guò)傳感光纖產(chǎn)生后向瑞利散射光信號(hào)，在第n個(gè)脈沖內(nèi)后向瑞利散射光信號(hào)的光場(chǎng)分布表示為：

式中，E_Sn(t)為在第n個(gè)脈沖內(nèi)瑞利后向散射光的實(shí)時(shí)強(qiáng)度；E_Sn為在第n個(gè)脈沖內(nèi)瑞利后向散射光的振幅；v₀為光場(chǎng)頻率；v₁聲光調(diào)制器引入的光頻移；是干涉場(chǎng)的相位；

如果t時(shí)刻接收到的后向瑞利散射信號(hào)受到振動(dòng)的影響，則：

式中，是振動(dòng)引起的相位變化；

步驟12、在第n個(gè)脈沖內(nèi)使后向瑞利散射光信號(hào)和本振光信號(hào)匯合并發(fā)生相干干涉，產(chǎn)生拍頻信號(hào)：

式中，下標(biāo)n表示第n個(gè)脈沖，E_Ln(t)為在第n個(gè)脈沖內(nèi)本振光的實(shí)時(shí)強(qiáng)度；E_Ln為在第n個(gè)脈沖內(nèi)本振光的振幅；E_Sn(t)為在第n個(gè)脈沖內(nèi)瑞利后向散射光的實(shí)時(shí)強(qiáng)度；E_Sn為在第n個(gè)脈沖內(nèi)瑞利后向散射光的振幅；v₀為光場(chǎng)頻率；v₁聲光調(diào)制器引入的光頻移；是干涉場(chǎng)的相位；為本振光的初始相位；是振動(dòng)引起的相位變化。