专利汇可以提供消除分布式光纤声波系统中衰落噪声的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种消除分布式光纤 声波 系统中衰落噪声的方法,通过在接收端按时间顺序对采集到的来自啁啾光脉冲的瑞利背向散射光(RBS)的X态电 信号 和Y态 电信号 分别进行排序,并按频段分别分为子信号后对各个子信号进行匹配滤波,然后采用偏振分集处理得到 相位 旋转的反射率曲线,经 叠加 后实现干涉衰落和偏振衰落的消除。本 发明 利用了偏振分集技术将两种偏振态 光信号 叠加,可以直接消除干涉衰落、偏振衰落,进而消除相位解调错误,达到提高 信噪比 和准确 定位 的目的。,下面是消除分布式光纤声波系统中衰落噪声的方法专利的具体信息内容。
1.一种消除分布式光纤声波系统中衰落噪声的方法,其特征在于,通过在接收端按时间顺序对采集到的来自啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的X态电信号和Y态电信号分别进行排序,并按频段分别分为子信号后对各个子信号进行匹配滤波,然后采用偏振分集处理得到相位旋转的反射率曲线,经叠加后实现干涉衰落和偏振衰落的消除。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是,所述的偏振分集处理是指:以第一个啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的X态和Y态电信号的反射率曲线作为参考,与其他啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的反射率曲线共轭相乘,得到相位旋转的反射率曲线,经平均运算,得到无干涉衰落的反射率曲线并相加后得到消除干涉衰落和偏振衰落的综合反射率曲线。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的反射率曲线,进一步通过检测其相位变化得到光纤应变的精确位置,具体为:将所有反射率曲线相加后得到综合反射率曲线,将其相位项进行自延时差分处理后得到差分相位曲线;再对每个啁啾光脉冲的差分相位曲线上的每一点处求标准差,当相位标准差超过阈值即判定对应点间的光纤发生应变。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的反射率曲线具体为:
其中:i为索引符号,*表示共轭运算,{xl(n,k);n=1,...,200;k=1,...,100000;l=1,
2,3}和{yl(n,k);n=1,...,200;k=1,...,100000;l=1,2,3}为子信号,{x(n,k);n=
1,...,200;k=1,...,100000}和{y(n,k);n=1,...,200;k=1,...,100000}分别为X态和Y态信号,k表示长度单位。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的偏振分集处理,包括以下步骤:
①将第一个啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的X态反射率曲线和Y态反射率曲线与其他反射率曲线共轭相乘,得到相位旋转的反射率曲线,即:
和{RYl'(n,k)
=RYl(n,k)×RYl*(1,k);n=1,...,200;k=1,...,100000;l=1,2,3};
②对得到的相位归零的反射率曲线做平均运算,得到无干涉衰落的反射率曲线,即:
和
③对X态的无干涉衰落反射率曲线和Y态的无干涉衰落反射率曲线直接相加,得到无干涉衰落和无偏振衰落的综合反射率曲线,即:{R(n,k)=RX”(n,k)+RY”(n,k);n=1,...,
200;k=1,...,100000;}。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征是,所述的相位变化,通过将所有反射率曲线相加后提取综合反射率曲线的相位项,即相位曲线{φ(n,k)=angle[R(n,k)];n=1,…,200;
k=1,…,100000},延迟50个长度单位k,将延时前后的相位曲线做差分运算,得到差分相位曲线,即:{Δφ(n,k)=φ(n,k)-φ(n,k-50);n=1,…,200;k=1,…,100000};对所有200条 差 分 相 位 曲 线 的 各 点 处 求 标 准 差 ,得 到 相 位 标 准 差 曲 线
7.一种实现上述任一权利要求所述方法的消噪单元,其特征在于,包括:依次相连的排序模块、匹配滤波模块、差分相位计算模块以及应变定位模块,其中:排序模块将排序后的X态电信号和Y态电信号分为多个频段的子信号并输出至匹配滤波模块进行分频段匹配滤波,匹配滤波模块匹配滤波后经过偏振分集处理得到综合反射率曲线输出至差分相位计算模块,差分相位计算模块从综合反射率曲线中提取出相位项并进行自延时差分处理得到相位差分曲线,应变定位模块对每个啁啾光脉冲的相位差分曲线中的各点计算标准差并判断得到应变发生精确位置。
8.一种包含权利要求7所述消噪单元的检测系统,其特征在于,包括:作为信号发生模块的信号发生模块和射频信号放大器,作为高相干激光模块的激光器和保偏光纤耦合器,作为啁啾光脉冲产生模块的声光调制器和掺铒光纤放大器,保偏光纤耦合器,光纤环形器,传感光纤,作为偏振分集接收模块的分光器、偏振分束器、平衡光电探测器和平衡光电探测器以及作为数据采集和处理模块的数据采集卡和消噪单元,其中:信号发生模块向啁啾光脉冲产生模块输入功率放大的啁啾脉冲序列,同时向数据采集和处理模块发送触发信号;
高相关激光模块中的激光器产生的高相干、频率和功率恒定的激光输入至保偏光纤耦合器的第一端口,保偏光纤耦合器的第二端口输出探测光至啁啾光脉冲产生模块,保偏光纤耦合器的第三端口输出本地光至偏振分集接收模块;啁啾光脉冲产生模块输出功率放大的啁啾光脉冲序列,从光纤环形器的第一端口输入,从第二端口输出至传感光纤;传感光纤产生的RBS,进入光纤环形器的第二端口,从第三端口进入偏振分集接收模块;偏振分集接收模块输出的X态的电信号和Y态的电信号被数据采集卡转为数字信号传输到消噪单元中进行数据处理。
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