[发明专利]提高分布式光纤布里渊传感器信号信噪比的方法及装置

权利要求书

1.一种提高分布式光纤布里渊传感器信号信噪比的方法，其特 征在于：信号发生模块(10)产生双正交码的电脉冲信号驱动声光调 制器(3)的驱动模块(11)，驱动模块(11)将接收到的双正交码的 电脉冲信号进行编码得到双正交码编码的电脉冲序列，控制声光调制 器(3)将输入的连续光调制成与双正交码编码的电脉冲序列宽度对 应的双正交码编码的光脉冲，将双正交码编码的光脉冲注入到长距离 的分布式光纤布里渊传感器的传感光纤(5)中，实现后向自发布里 渊散射信号信噪比的增加。

2.一种提高分布式光纤布里渊传感器信号信噪比的装置，其特 征在于：包括激光器(1)，激光器(1)的输出端与光纤耦合器(2) 的输入端(21)连接，光纤耦合器(2)的第一输出端(22)与声光 调制器(3)的输入端连接，声光调制器(3)的输出端与三端口环形 器(4)的第一端口(41)连接，三端口环形器(4)的第二端口(42) 与传感光纤(5)相连；声光调制器(3)的控制端与声光调制器的驱 动模块(11)的输出端连接，声光调制器的驱动模块(11)的输入 端与信号发生模块(10)的输出端连接；光纤耦合器(2)的第二输 出端(23)与本地振荡器(6)的输入端连接，本地振荡器(6)的输 出端与耦合器(7)的第一输入端(71)，耦合器(7)的第二输入端 (72)与三端口环形器(3)的第三端口(33)连接，耦合器(7)的 第一输出端(73)和第二输出端(74)分别与平衡探测器(8)的第 一输入端口(81)和第二输入端口(82)连接，平衡探测器(8)的 输出端口与数据采集卡(9)的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的提高分布式光纤布里渊传感器信号信 噪比的装置，其特征在于：在耦合器(7)中进行本地光与长距离传 感光纤的后向散射的自发布里渊散射光进行干涉，平衡探测器(8) 从干涉光中探测出布里渊散射光，数据采集卡(9)从平衡探测器(8) 中采集自发布里渊散射信号，并将自发布里渊散射信号进行解码分 析。

4.根据权利要求3所述的提高分布式光纤布里渊传感器信号信 噪比的装置，其特征在于：所述后向散射的自发布里渊散射光的轨迹 为η(t)，

即η(t)=η1(t)η2(t)......η2m(t)=Bmω1(t)ω2(t)......ω2m(t)+e1(t)e2(t)......e2m(t),]]>

其中，B_m为高阶双正交码矩阵；ω₁(t)、ω₂(t)、……、ω_2m(t)为传 感光纤散射后得到的理想的不包含噪声的布里渊散射信号轨迹；e_1(t)、 e_2(t)、……、e_2m(t)表示布里渊散射信号中包含的噪声；

对η(t)进行解码分析，具体如下：1)、构造双正交码矩阵B_m的 广义逆矩阵B_m⁺，B_m⁺＝(B_m^TB_m)^-1B_m^T，其中T表示转置，“-1”代表逆 矩阵；

2)、将η(t)对应的矩阵与广义逆矩阵B_m⁺相乘；

3)、对步骤2)相乘得到的矩阵的每行进行移位叠加平均；

具体如下：①移位，第1行不动，第2行向前移动一位，第3行向 前移动两位，第2m行向前移动(2m-1)位，得到新矩阵；

②叠加平均，将新矩阵第一行中每一位所对应的列的数据进行数 学叠加并求平均，得到最终的自发布里渊散射信号轨迹η′(t)；

4)、信噪比分析。