光脈沖碼調(diào)制對布里淵光時(shí)域分析傳感的影響和分析.pdf

1、布里淵光時(shí)域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis，BOTDA)是一種分布式傳感技術(shù)，可以測量光纖上每一點(diǎn)的溫度和應(yīng)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(shù)。
　　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(shù)對BOTDA的影響，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)深入研究了編碼對信噪比

2、的改善作用。為進(jìn)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(shí)驗(yàn)上得到了驗(yàn)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(shù)(Differential Pulse-width Pair，DPP)，并且在理論上進(jìn)行了推導(dǎo)，最后在仿真和實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　其次，介紹了基于BO

3、TDA的常用三種編碼技術(shù)Simplex、Hadamard和Golay，對三種編碼技術(shù)進(jìn)行了理論推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證，同時(shí)對比分析了這三種編碼方式的性能，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了Golay編碼效果。
　　接著，為了進(jìn)一步提高BOTDA系統(tǒng)性能，在采用差分脈沖對(DPP)技術(shù)基礎(chǔ)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(tái)對提出的混合脈寬編碼方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混合脈寬編碼