[发明专利]多频探测光时分复用相干光时域反射仪方法和装置

权利要求书

1.多频探测光时分复用相干光时域反射仪的方法，其特征是注入到被测光纤中的探测光脉冲为时分复用的多频探测光脉冲，利用时序电信号同步控制相位调制器和光脉冲调制器调制产生时分复用的多频探测光脉冲；本振光为单频激光，多频探测光脉冲的功率谱相对于本振光的频率两边对称；利用时序电信号同步控制相位调制器和光脉冲调制器产生的时分复用的多频探测光脉冲的0阶频率与本振光频率相同；相位调制器的调制深度大于1；时分复用的多频光脉冲在的背向散射和/或反射信号与本振光在相干探测模块中混合，二者相干并由光电探测器输出时分复用的中频信号；中频信号处理模块放大相干探测得到的时分复用的中频信号，根据中频信号的特征，选择所需的带通滤波器，滤出中频信号，后续电路对多路中频信号进行实时处理，显示被测光纤信息；或直接使用数字信号处理的方法提取中频信号的功率并做时序对齐，显示显示被测光纤探测曲线。

2.根据权利要求1所述的多频探测光时分复用相干光时域反射仪的方法，其特征是对时分复用的中频信号的处理，可以通过硬件电路来实现；处理步骤包括放大中频信号，再送至各个滤波单元滤出各个中频信号，然后在分别对各个中频进行模数转换、数字下变频以及提取中频信号功率，接着对各个中频信号的功率进行时序对齐，再叠加、求平均，最后显示探测曲线。

3.根据权利要求1或2所述的多频探测光时分复用相干光时域反射仪的方法，其特征是对时分复用的中频信号的处理，通过软件方法来实现；处理步骤包括利用数据采集卡采集中频信号，再对采集的数据做数字带通滤波滤出各个中频信号，然后在分别对各个中频进行数字下变频和低通滤波以提取各个中频信号功率，接着对各个中频信号的功率进行时序对齐，再叠加、求平均，最后显示探测曲线。

4.根据权利要求1或2所述的多频探测光时分复用相干光时域反射仪的方法，其特征是相位调制器的驱动电压使其调制深度为2.405。

5.一种多频探测光时分复用相干光时域反射仪的装置，所述装置包括：

光源模块，光源设有两路输出，一路至多频探测光模块，一路为单频本振光；

多频探测光模块，连接光源模块，利用具有时序结构的电信号同时控制相位调制器和光脉冲调制器，从而产生时分复用多频探测光脉冲；

相干探测模块，多频探测光模块输出到被测光纤的背向散射和/或反射信号与单频本振光在相干探测模块中混合，实现对多频探测光脉冲在被测光纤中与本振光的相干探测，从而得到时分复用的多个中频信号输出；

中频信号处理模块，连接并放大相干探测模块中频信号，再根据相干探测得到的中频信号的特点，滤出所需的中频信号，处理中频信号并显示与被 测光纤有关的信息。

多频探测光模块中，具有时序结构的电信号按时序改变相位调制器的调制频率，并同步控制光脉冲调制器脉冲的产生，使光脉冲调制器在同一脉冲周期内输出的时分复用探测光脉冲序列是在不同相位调制器调制频率下产生的；

光源模块中，单频激光经耦合器分成两路，一路进入相位调制器，经相位调制器调制产生多频探测光，一路用做单频本振光；

多频探测光模块中，光脉冲调制器选用电光调制器，且由具有时序结构的脉冲电信号控制；

光源模块中，单频激光经耦合器分成两路，一路进入相位调制器，经相位调制器调制产生多频探测光，一路用做单频本振光；

多频探测光模块中，光脉冲调制器选用声光调制器，且由具有时序结构的脉冲电信号控制；

相干探测模块中，本振光光路中选用具有相同移频作用的声光调制器，且使其工作在连续模式；

中频信号处理模块中，中频信号处理可以使用软件方法实现，具体过程依次包括：数据采集、数字带通滤波、数字下变频和低通滤波，以及信号时序调整、信号功率求和及平均，最后显示探测曲线；中频信号处理模块或使用模拟滤波器组和硬件电路实现中频信号功率的提取及时序对应，最后显示探测曲线。

6.根据权利要求5所述的多频探测光时分复用相干光时域反射仪的装置，其特征在于，所述多频探测光模块中，具有时序结构的电信号按时序改变相位调制器的调制频率，并同步控制光脉冲调制器脉冲的产生，使光脉冲调制器在同一脉冲周期内输出的时分复用探测光脉冲序列是在不同相位调制器调制频率下产生的。