[发明专利]基于Bark序列的BOTDR系统及其长距离探测方法

权利要求书

1.基于Bark序列的BOTDR系统长距离探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、将连续光分成一路作为探测光的连续光和另一路作为相干本振光的连续光；

步骤B、首先生成一组双极性Bark序列，将所述双极性Bark序列分成两组单极性Bark序列；再对所述作为探测光的连续光利用一组单极性Bark序列控制电场进行光强度调制，调制后获得一组单极性Bark序列的光脉冲信号；

步骤C、将所述一组单极性Bark序列的光脉冲信号放大后注入光纤,以获得沿光纤分布的后向布里渊散射光信号；将根据作为相干本振光的连续光获得的本振光信号与所述后向布里渊散射光信号耦合相干获得布里渊散射光信号，经光电转换得到的布里渊散射电信号后，进行扫频、滤波放大获得后向布里渊散射电信号AH_k；

步骤D、将步骤B中另一组单极性Bark序列重复步骤B和步骤C，以获得后向布里渊散射电信号NAH_k；

步骤E、将所得的后向布里渊散射电信号AH_k和NAH_k进行相关，获得沿光纤分布的布里渊散射功率曲线；根据所述布里渊散射功率曲线获取沿光纤分布每一点处的布里渊频移，再根据布里渊频移得到光纤周围温度或应变的变化；

其中，所述步骤E中对所述布里渊散射功率曲线进行寻峰获取每一点处的布里渊频移，具体为：

步骤E-1、将在所述布里渊散射功率曲线上取一段连续点的布里渊功率谱相加求平均，作为标准数据；

步骤E-2、将所述布里渊散射功率曲线上每一点处的布理渊功率谱与所得标准数据做相关运算，得到沿光纤每一点处的布理渊功率谱与标准数据的相关程度；

步骤E-3、选取所述相关运算结果中相关程度最高的点，即为每一点的布里渊频移。

2.根据权利要求1所述基于Bark序列的BOTDR系统长距离探测方法，其特征在于：所述步骤C中将作为相干本振光的连续光进行偏振态随机化，得到光偏振态平均分布的本振光信号。

3.根据权利要求2所述基于Bark序列的BOTDR系统长距离探测方法，其特征在于：所述步骤B中双极性Bark序列的序列长度为7位或11位或13位。

4.根据权利要求3所述基于Bark序列的BOTDR系统长距离探测方法，其特征在于：所述步骤C中本振光信号与后向布里渊散射光信号耦合相干获得由差频部分组成的布里渊散射光信号。

5.根据权利要求4所述基于Bark序列的BOTDR系统长距离探测方法，其特征在于：所述步骤C中扫频过程以布里渊散射电信号的中心频率为基准，扫频范围设置为正负100MHz，扫频间隔为5MHz。

6.基于1至5任一项权利要求所述基于Bark序列的BOTDR系统长距离探测方法的系统，包括光源模块、第一耦合器、光偏振扰动模块、电光调制模块、光脉冲放大模块、环形器、第二耦合器、光探测模块、扫频模块、滤波模块、放大模块、信号处理模块，其中所述光源模块与第一耦合器相连；所述第一耦合器分别与电光调制模块、光偏振扰动模块相连；所述电光调制模块与光脉冲放大模块、环形器依次相连；所述环形器的一端连入光纤后与第二耦合器相连；所述光偏振扰动模块与第二耦合器相连；所述第二耦合器与光探测模块、扫频模块、滤波模块、放大模块、信号处理模块依次相连；其特征在于：所述电光调制模块包括电光强度调制模块和与电光强度调制模块相连的Bark序列发生模块，通过Bark序列发生模块生成的两组单极性Bark序列分别控制电光强度调制模块的电场，以获得两组单极性Bark序列的光脉冲信号；通过所述两组单极性Bark序列的光脉冲信号分别进行布里渊相干探测获得两组后向布里渊散射电信号；所述信号处理模块对所述两组后向布里渊散射电信号进行相关后分析处理获得布里渊频移，根据所述布里渊频移得到光纤周围温度或应变的变化。