基于多相位编码调制的相位敏感光时域反射计研究OA
Research on Phase-Sensitive Time Domain Reflectometer with Multivariate Phase Encoding Modulation
相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)存在传感距离和空间分辨率相互制约的问题,提出了一种多相位编码调制方法实现高空间分辨率下的长距离传感.分析了多相位编码离散采样过程,设计了多相位编码的调制与解调控制策略;依据脉冲时域压缩原理,构建了匹配滤波器,通过调整编码参数,提升了脉冲压缩性能.实验证明,在 3.8 m空间分辨率下,与传统单脉冲调制方法相比,所提方法可将 20.4 km光纤尾端的信噪比由 10.3 dB提升至 43.5 dB,在 95.6 km传感光纤尾端信噪比仍可达到 12.1 dB,能够精准定位振动位置并实现相位还原.研究表明,所提方法实现了Φ-OTDR系统高空间分辨率下的长距离传感,为进一步提升Φ-OTDR传感性能提供了新的解决思路.
To overcome the trade-off between long sensing distance and high spatial resolution in phase-sensitive optical time domain re-flectometry(Φ-OTDR),a multivariate phase encoding modulation Φ-OTDR is proposed.The discrete sampling process has been ana-lyzed and the modulation and demodulation control strategy has been designed.By leveraging the principles of pulse time domain com-pression,a match filter system has been constructed,which allows for adjusting encoding parameters to achieve enhancement of pulse compression performance.Experimental results demonstrate that,compared to conventional single-pulse modulation methods,the signal-to-noise ratio at the end of the 20.4 km optical fiber is significantly extended to from 10.3 dB to 43.5 dB at 3.8 m spatial resolution,and the signal-to-noise ratio at the end of the 95.6 km optical fiber can still reach 12.1 dB,and it is able to accurately locate the vibration position and achieve phase recovery.The proposed method realizes the long distance sensing the Φ-OTDR system under high space res-olution,providing new solution rhtought for further improving the sensing capability of Φ-OTDR.
陈娟;张红娟;王鹏飞;高妍;靳宝全
太原理工大学电气与动力工程学院,山西 太原 030024||内蒙古电力交易中心有限公司,内蒙古 呼和浩特 010000太原理工大学电气与动力工程学院,山西 太原 030024太原理工大学电气与动力工程学院,山西 太原 030024太原理工大学电气与动力工程学院,山西 太原 030024太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西 太原 030024
信息技术与安全科学
相位敏感光时域反射计脉冲压缩多相位编码传感距离
Φ-OTDRpulse compressionmultivariate phase encodingsensing distance
《传感技术学报》 2026 (2)
244-249,6
国家自然科学基金项目(62375197)山西省重点研发计划项目(202102130501021)山西省基础研究计划项目(202103021222010)中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX20231B004)
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