[发明专利]相位测量方法及信号处理装置

权利要求书

1.相位测量方法，包括：

测量步骤，将复用N(N为2以上的整数)个波长的光脉冲入射至被测光纤，测量所述光脉冲产生的散射光的同相分量和正交分量；

选取步骤，将所述测量步骤中测量的所述散射光，对于波长按光照强度的降序排列，并选取所述光照强度最大的预定数量p(p为1以上N以下的整数)个所述散射光；

矢量获取步骤，在所述散射光的同相分量和正交分量中，对于所述选取步骤中选取的p个波长中的每个波长，获取任意时刻且在所述被测光纤的任意位置处的由同相分量和正交分量构成的二维矢量；

矢量旋转步骤，在所述矢量获取步骤中获取的所述二维矢量中，将基准时刻的各个波长的所述二维矢量，以该二维矢量各自朝向基准方向的方式，仅旋转每个波长的基准旋转量；在所述矢量获取步骤中获取的所述二维矢量中，将与所述基准时刻不同的其他时刻的各个波长的所述二维矢量，分别仅旋转所述每个波长的基准旋转量；和，

运算步骤，对所述矢量旋转步骤中旋转后的所述基准时刻的各个波长的所述二维矢量相加求平均来计算合成基准矢量，对所述矢量旋转步骤中旋转后的所述其他时刻的各个波长的所述二维矢量相加求平均来计算合成矢量，根据所述合成基准矢量和所述合成矢量形成的角度计算所述散射光的相位变化量。

2.相位测量方法，包括：

测量步骤，将复用N(N为2以上的整数)个波长的光脉冲入射至被测光纤，测量所述光脉冲产生的散射光的同相分量和正交分量；

选取步骤，将所述测量步骤中测量的所述散射光，对于波长按光照强度的降序排列，并选取所述光照强度最大的预定数量p(p为1以上N以下的整数)个所述散射光；

矢量获取步骤，在所述散射光的同相分量和正交分量中，对于所述选取步骤中选取的p个波长中的每个波长，获取任意时刻且在所述被测光纤的任意位置处的由同相分量和正交分量构成的二维矢量；

第一矢量旋转步骤，在所述矢量获取步骤中获取的所述二维矢量中，将基准波长的各个时刻的所述二维矢量，以该二维矢量各自朝向基准方向的方式，仅旋转每个时刻的基准旋转量；在所述矢量获取步骤中获取的所述二维矢量中，将与所述基准波长不同的其他波长的各个时刻的所述二维矢量，分别仅旋转所述每个时刻的基准旋转量；

第一运算步骤，对所述第一矢量旋转步骤中旋转后的所述基准波长的各个时刻的所述二维矢量相加求平均来计算第一合成基准矢量，对所述第一矢量旋转步骤中旋转后的所述其他波长的各个时刻的所述二维矢量相加求平均，计算每个波长的第一合成矢量；根据所述第一合成基准矢量和所述第一合成矢量形成的角度计算每个波长的基准旋转量；

第二矢量旋转步骤，在所述矢量获取步骤中获取的所述二维矢量中，将基准时刻的各个波长的所述二维矢量，仅旋转所述第一运算步骤计算出的所述每个波长的基准旋转量；在所述矢量获取步骤中获取的所述二维矢量中，将与所述基准时刻不同的其他时刻的各个波长的所述二维矢量，分别仅旋转所述第一运算步骤计算出的所述每个波长的基准旋转量；和，

第二运算步骤，对所述第二矢量旋转步骤中旋转后的所述基准时刻的各个波长的所述二维矢量相加求平均来计算第二合成基准矢量，对所述第二矢量旋转步骤中旋转后的所述其他时刻的各个波长的所述二维矢量相加求平均来计算第二合成矢量，根据所述第二合成基准矢量和所述第二合成矢量形成的角度计算所述散射光的相位变化量。

3.根据权利要求1或2所述的相位测量方法，其特征在于，

测量任意时刻且在所述被测光纤的任意位置处的波长i的所述散射光的强度Pi的分布D(Pi)，以及，测量在获取所述散射光的由同相分量和正交分量构成的二维矢量时的噪声电平Noise；

在计算机上随机产生X(X是任意正整数)个所述长度|r(x，i)|(x＝1，…，X)，使得波长i的散射光的二维矢量的长度|r(x，i)|的平方值遵循分布D(Pi)；

将所述长度|r(x，i)|按降序排列，计算最大的前p’个所述长度|r(x，i)|的平均值|r’(x，p’)|，并通过数学式B2计算满足数学式B1的各个所述平均值|r’(x，p’)I的相位检测灵敏度；

将所述相位检测灵敏度的平均值ε(p’)与任意的基准灵敏度ε进行比较，将满足ε≥ε(p’)的最小值p’定义为所述预定数p；

[数学式B1]

[数学式B2]