[发明专利]一种用于提高BOTDR抗辐射能力的系统及其方法

摘要

本发明公开了一种用于提高BOTDR抗辐射能力的方法，根据辐射环境下传感光纤损耗增大，布里渊后向散射光信号作用范围减小的特点，通过间隔的向受辐射光纤输入光脉冲序列，使受辐射光纤中间隔的充满光脉冲序列，从而在间隔段内得到具有较好信噪比的布里渊后向散射光信号，对间隔段内采集的信号拼接重组和矩阵变换解码，得到整条光纤的系统响应。根据布里渊频移与温度或者应变的关系实现对温度或者应变的传感。本发明还公开了一种用于提高BOTDR抗辐射能力的系统，由于光纤中间隔地充满光脉冲序列提高了输入功率，从而减少辐射造成的光纤损耗，提高光纤抗辐射能力。本发明克服了辐射造成光纤损耗带来的不利影响，提高BOTDR系统的抗辐射能力。

主权项

一种用于提高BOTDR抗辐射能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将光源模块输出的连续光分成两路：第一路作为探测的连续光和第二路作为本振的连续光；步骤B、将第一路连续光调制成间隔序列脉冲光，具体如下：步骤B‑1、计算出序列长度为：TS×N，且TL≤TS×N，其中，TS为光纤中码元间隔，N为序列中的码元个数，TL为光往返光纤所需时间；步骤B‑2、根据B‑1中的TL≤TS×N，选取得到码元个数N：其中，为先上取整符；根据码元个数生成相对应的循环码生成矩阵，再由循环码生成矩阵得到N维的周期矩阵，取两次周期矩阵的第一行，按照间隔TS组成间隔序列；由循环码生成矩阵得到N维的周期矩阵具体方法为：将循环码生成矩阵的第一行作为周期矩阵第一行，周期矩阵中的其它行均为上一行循环左移1位得到，从而形成N维的周期矩阵；步骤B‑3、根据产生的间隔序列，将第一路连续光调制成间隔序列脉冲光；步骤C、将间隔序列脉冲光放大后注入光纤，获得后向布里渊散射光信号；将第二路连续光进行光偏振态随机化，得到光偏振态随机分布的本振光信号；将所述后向布里渊散射光信号和光偏振态随机分布的本振光信号耦合相干后得到布里渊散射光信号，再经光电转换得到电信号，对电信号进行扫频、滤波放大后得到布里渊散射电信号；步骤D、对布里渊散射电信号进行解码，得到解码后的BOTDR系统响应，根据解码后的BOTDR系统响应，获得沿光纤分布每一点处的布里渊频移，再根据布里渊频移与温度或者应变的关系实现对温度或者应变的传感；解码包括拼接重组和矩阵变换，具体如下：D‑1、拼接重组：将布里渊散射电信号按照周期TS分割为2N‑1份：Y1,Y2...Y2N‑1，取布里渊散射电信号的第i个间隔后的连续N个间隔数据，作为布里渊系统响应矩阵YB的第i行所对应的元素，得到布里渊系统响应矩阵YB：0≤i≤N且i为整数；D‑2、矩阵变换：对布里渊系统响应矩阵YB进行矩阵变换，得到单脉冲系统响应组h1...hN为不同时延下单脉冲的BOTDR系统响应，X‑1为步骤B‑2中所述的周期矩阵的逆矩阵；单脉冲系统响应组每行中的单脉冲的BOTDR系统响应为上一行单脉冲的BOTDR系统响应向后TS的延时，根据该单脉冲系统响应组中的时延关系，将每行单脉冲的BOTDR系统响应相加求平均，得到解码后的BOTDR系统响应，根据解码后的BOTDR系统响应，获得沿光纤分布每一点处的布里渊频移，再根据布里渊频移得到光纤周围温度或应变的变化。