[发明专利]一种基于子啁啾脉冲提取的COTDR测量方法及其系统

权利要求书

1.一种基于子啁啾脉冲提取的COTDR测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将啁啾脉冲信号p(t)注入待检测光纤，获取所述啁啾脉冲信号p(t)的相干瑞利散射信号s(t)；

步骤2、基于所述相干瑞利散射信号s(t)，采用子啁啾脉冲提取算法获取一系列子啁啾脉冲信号p_i(t)的相干瑞利散射响应s_i(t)，i＝1,2,…,M；

步骤3、基于所述子啁啾脉冲信号p_i(t)的相干瑞利散射响应s_i(t)获取光纤未受到扰动时的相干瑞利散射响应图样和光纤受到扰动时的相干瑞利散射响应图样基于所述相干瑞利散射响应图样和获取光纤扰动信息。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤1.1、使用耦合器将激光信号源分为两个分路信号，其中一个分路信号被调制模块调制为啁啾脉冲信号p(t)，另一个分路信号输入至相干检测模块作为本振信号；

步骤1.2、所述啁啾脉冲信号p(t)经光环形器注入待检测光纤，由此产生的瑞利散射信号由光环形器发送至所述相干检测模块；

步骤1.3、所述相干检测模块基于所述本振信号和所述瑞利散射信号获取所述相干瑞利散射信号s(t)。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述调制模块的组成包括：

能输出双路正交扫频信号的信号源和双平行马赫·增德尔调制器DP-MZM；

或者，能单路输出扫频信号的信号源、电学90°电桥和双平行马赫·增德尔调制器DP-MZM；

或者，能单路输出扫频信号的信号源、马赫·增德尔调制器MZM和光学滤波器；

或者，基于傅里叶域锁模的微波光子振荡器。

4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述相干检测模块的组成包括：

耦合器、光电探测器和信号采样设备；

或者，90°光学混频器、光电探测器和信号采样设备。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述信号采样设备包括：

示波器或数据采集卡。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1、根据测量需求，在数字域上生成一系列的所述子啁啾脉冲信号p_i(t)；所述子啁啾脉冲信号p_i(t)的特征为：频率范围在啁啾脉冲信号p(t)的频率范围内；持续时间比p(t)的持续时间短；p_i(t)的起始频率为f₀+iΔf，其中f₀为啁啾脉冲信号p(t)的起始频率，Δf为子啁啾脉冲信号的起始频率间隔；

步骤2.2、计算所述数字域上的子啁啾脉冲信号p_i(t)的转换函数其中，p_i(ω)是p_i(t)的频域表达式，p(ω)是p(t)的频域表达式；

步骤2.3、将所述数字域的相干瑞利散射信号s(t)先转换到频域，然后和转换函数h_i(ω)相乘并转换到时域，得到时域上子啁啾脉冲信号的瑞利散射响应，对所述时域上子啁啾脉冲信号的瑞利散射响应做取模运算，得到相干瑞利散射图样

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

基于所述相干的瑞利散射响应图样和分别获取同一采样点上光纤未受到扰动时和受到扰动时的两个信号曲线；

采用延迟估计算法计算所述两个信号之间的延迟，基于延迟与扰动的正比关系获取扰动信息；

遍历光纤中所有采样点，获取光纤的扰动情况。