外差BOTDA中相位解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文在綜述布里淵光時(shí)域分析(BOTDA)技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，論述了自發(fā)布里淵散射(SPBS)和受激布里淵散射(SBS)的作用機(jī)理，根據(jù)受激布里淵散射的作用機(jī)理，分析了布里淵頻移受溫度和應(yīng)變影響的特性，研究了布里淵頻移與光纖溫度和應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　介紹了傳統(tǒng)的直接檢測(cè)BOTDA系統(tǒng)原理和可以同時(shí)檢測(cè)布里淵幅度和相移的外差BOTDA系統(tǒng)原理，對(duì)比分析了兩種系統(tǒng)，推導(dǎo)了受激布里淵散射作用傳輸函數(shù)和兩種系統(tǒng)輸出信號(hào)的信噪比表達(dá)式。<

2、br>　　在分析外差BOTDA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，深入研究了布里淵相位的解調(diào)方法，設(shè)計(jì)了模擬相位解調(diào)系統(tǒng)和數(shù)字相位解調(diào)系統(tǒng)。在Simulink系統(tǒng)中搭建了模擬相位解調(diào)系統(tǒng)模型，仿真實(shí)現(xiàn)了對(duì)射頻信號(hào)和本振信號(hào)的相位差提取。針對(duì)模擬相位解調(diào)系統(tǒng)中由于正交解調(diào)模塊AD0105B中的硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)中AOM的頻率不穩(wěn)定性引起的誤差提出了相應(yīng)的解決辦法。使用Labview軟件搭建了數(shù)字相位解調(diào)仿真平臺(tái)，在此平臺(tái)上使用過零檢測(cè)法、相關(guān)檢測(cè)法以及I/Q正交檢

3、測(cè)法實(shí)現(xiàn)了對(duì)相位差信息的提取，并在不同噪聲條件下分析了三種方法的性能：小噪聲條件下，過零檢測(cè)法受噪聲影響較大，相關(guān)檢測(cè)法、I/Q正交檢測(cè)法基本不受影響，保持較好的解調(diào)精度；大噪聲條件下，過零檢測(cè)法受噪聲影響很大，喪失解調(diào)能力，相關(guān)檢測(cè)法發(fā)生邊緣漂移現(xiàn)象，解調(diào)精度降低，I/Q正交檢測(cè)法受影響較小，依然保持較高的解調(diào)精度。后期針對(duì)三種數(shù)字解調(diào)算法提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案：在過零檢測(cè)法中，加入疊加平均過程，實(shí)現(xiàn)在噪聲環(huán)境中提取高精度相位差信息；在