[发明专利]一种机载光缆连接故障定位方法及系统

权利要求书

1.一种机载光缆连接故障定位系统，配置有偏振接收机(3)、掺铒光纤放大器(4)、第一光纤耦合器(5)、第二光纤耦合器(6)、三端口光纤环形器(8)和待测光纤接口(12)，其特征在于，包括分布式反馈激光器(1)和可调衰减器(14)，分布式反馈激光器(1)被配置为采用多三角波型变化的驱动电流进行频率调谐输出啁啾光，可调衰减器(14)被配置为衰减反射光功率；

分布式反馈激光器(1)的输出端与掺铒光纤放大器(4)的输入端连接，掺铒光纤放大器(4)的输出端与第一光纤耦合器(5)的输入端连接，第一光纤耦合器(5)的第一输出端与第二光纤耦合器(6)的输入端连接，第二光纤耦合器(6)的第一输出端与三端口光纤环形器(8)的端口(a)连接，三端口光纤环形器(8)的端口(b)与待测光纤接口(12)连接，三端口光纤环形器(8)的端口(c)与可调衰减器(14)的输入端连接；偏振接收机(3)的输入端(S)连接可调衰减器(14)的输出端，其输入端(L0)连接第二光纤耦合器(6)的第二输出端；

所述机载光缆连接故障定位系统被配置为执行机载光缆连接故障定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，数字-模拟转换器(9)输出幅度呈三角形周期变化的电压信号U(t)；

步骤S2，分布式反馈激光器(1)接收所述电压信号U(t)，输出频率先正向变化、再反向变化的啁啾光；

步骤S3，所述啁啾光经过掺铒光纤放大器(4)，得到光功率恒定的啁啾光；

步骤S4，所述光功率恒定的啁啾光通过第一光纤耦合器(5)，分为探测光和参考光；

步骤S5，所述探测光通过第二光纤耦合器(6)，分为入射光和第一本振光；所述参考光通过第三光纤耦合器(7)，分为信号光和第二本振光；

步骤S6，所述入射光通过所述三端口光纤环形器(8)，进入待测光纤，得到背向瑞利散射光；

步骤S7，所述背向瑞利散射光经过可调衰减器(14)，进入偏振接收机(3)，所述第一本振光直接进入所述偏振接收机(3)，得到电压信号U_RX(t)、U_RY(t)，其中，U为电压，R代表反射仪，X和Y分别代表两个垂直偏振态，t代表采样时间；所述信号光经过延迟光纤线(13)进入正交接收机(2)，所述第二本振光直接进入所述正交接收机(2)，得到电压信号U_II(t)、U_IQ(t)，其中，下标第一个字母I代表干涉仪，下标第二个字母I和Q分别代表两个正交相位；

步骤S8，将所述电压信号U_RX(t)、U_RY(t)、U_II(t)和U_IQ(t)输入模拟-数字转换器(10)，转换为数字信号序列U_RX(k)、U_RY(k)、U_II(k)和U_IQ(k)；其中，k代表序号；

步骤S9，工控机(11)对所述数字信号序列U_RX(k)、U_RY(k)、U_II(k)和U_IQ(k)进行非线性抑制算法处理后，傅里叶变换得到频谱图；其中非线性抑制算法具体步骤为：

S910，基于所述数字信号序列U_II(k)和U_IQ(k)，利用欧拉公式，组合成复信号

S920，提取的相位信息，相位展开得到进而得到等差数列Φ'_I(n)＝min{Φ_I(k)}+(n-1)·ΔΦ，其中，n＝1…N，N＝(max{Φ_I(k)}-min{Φ_I(k)})/ΔΦ；其中，ΔΦ为设定的等相位间隔；

S930，基于Φ_I(k)和Φ'_I(n)，通过插值法获得k'(n)；根据U_RX(k)，通过插值法获得U'_RX(n)；根据U_RY(k)，通过插值法获得U'_RY(n)；

S940，基于k'(n)的值，对U'_RX(n)和U'_RY(n)进行抽取，获得U'_RX(k')和U'_RY(k')；

步骤S10，基于频谱图，得到所述待测光纤的故障位置。