光脈沖碼調(diào)制對布里淵光時域分析傳感的影響和分析.pdf

1、布里淵光時域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis，BOTDA)是一種分布式傳感技術，可以測量光纖上每一點的溫度和應力，因此在橋梁、大壩、油氣管道和鐵路的健康監(jiān)測上具有顯著優(yōu)勢。為了提高BOTDA在長距離監(jiān)測中的信噪比，研究者們提出了很多方法，本文主要研究其中的編碼技術。
　　通過對受激布里淵放大過程的研究，從理論上分析了編碼技術對BOTDA的影響，并通過仿真和實驗深入研究了編碼對信噪比

2、的改善作用。為進一步提高空間分辨率和系統(tǒng)信噪比，研究了一種新的混合脈寬編碼方案，并在理論上和實驗上得到了驗證。
　　首先介紹了BOTDA的傳感原理，研究了受激布里淵散射的發(fā)生原理，并在MATLAB中建立BOTDA仿真模型。介紹了一種提高空間分辨率的最常用方法，即差分脈沖對技術(Differential Pulse-width Pair，DPP)，并且在理論上進行了推導，最后在仿真和實驗中進行了驗證。
　　其次，介紹了基于BO

3、TDA的常用三種編碼技術Simplex、Hadamard和Golay，對三種編碼技術進行了理論推導和仿真驗證，同時對比分析了這三種編碼方式的性能，并通過實驗驗證了Golay編碼效果。
　　接著，為了進一步提高BOTDA系統(tǒng)性能，在采用差分脈沖對(DPP)技術基礎上提出與雙極性編碼結(jié)合的混合脈寬編碼方法，通過仿真發(fā)現(xiàn)其信噪比相比原始方法提高4倍。還搭建BOTDA系統(tǒng)平臺對提出的混合脈寬編碼方法進行實驗驗證。實驗結(jié)果表明，混合脈寬編碼