[发明专利]一种用于直接探测型φ-OTDR的相位解调方法

权利要求书

1.一种用于直接探测型φ-OTDR的相位解调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)发生扰动时，确定扰动在瑞利散射曲线上的响应区间；从响应区间中任意选取两条原始时域光强信号，记为A、B；

2)对A、B信号波形进行上、下包络线的拟合；分别求取A、B信号波形上、下包络线和、差，和信号作为对信号直流分量的估计，差信号作为对信号振动幅度的估计；

3)利用步骤2)中的和、差信号，对A、B信号进行归一化，去除A、B信号的直流漂移和幅度波动，记归一化后的A、B曲线为A’、B’；

4)计算A’、B’的和、差，记为Sum、Diff；对Sum、Diff信号进行上下包络的拟合；

5)分别求取Sum、Diff信号上下包络的和、差信号作为对信号直流分量的估计，差信号作为对信号振动幅度的估计；

6)利用步骤5)中的和、差信号，对Sum、Diff信号进行归一化，去除Sum、Diff信号的直流漂移和幅度波动，记归一化后的Sum、Diff信号为Sum’、Diff’；

7)对Sum’、Diff’信号进行反正切计算，得到不连续的相位值；对不连续的相位值进行相位解包裹计算，得到连续的相位值，即为相位解调的最终结果，是外界扰动波形的线性反映。

2.根据权利要求1所述的一种用于直接探测型φ-OTDR的相位解调方法，其特征在于，所述方法基于直接探测型φ-OTDR系统实现，所述系统包括：

超窄线宽激光器发出高相干连续激光进入声光调制器，脉冲发生器产生触发脉冲，驱动声光调制器，声光调制器在触发脉冲驱动下对高相干连续激光进行脉冲强度调制，输出高相干脉冲激光；

高相干脉冲激光进入掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器对脉冲激光的峰值功率进行放大，输出高功率相干脉冲激光，高功率相干脉冲激光先后经过第一光环形器、光纤光栅进行滤波，去除掺铒光纤放大器在放大过程中产生的自发辐射噪声；

经过滤波后的高功率相干脉冲激光经过第二光环形器进入传感光纤，传感光纤中产生瑞利后向散射光场，瑞利后向散射光场在传感光纤中反向传输，经过第二光环形器，进入光电探测器；

光电探测器将瑞利散射光场的光强变换，转换为模拟电信号，模拟电信号进入数据采集卡进行模-数转换，输出数字信号给计算机，计算机保存数据采集卡实时产生的数字信号，并对信号进行处理和分析。