[发明专利]基于Hadamard矩阵自相关特性的长距离光纤传感方法

权利要求书

1.基于Hadamard矩阵自相关特性的长距离光纤传感方法，其特征是利用Hadamard矩阵的行向量作为探测脉冲编码的码字，用相干和扫频的方式获取信号后进行数据处理，以提高布里渊光纤激光器的传输距离；步骤为：

1)将双极性的Hadamard矩阵H表示成两个单极性矩阵A和B的差：

H＝A-B

2)首先用频谱分析仪测出光纤散射的布里渊功率谱的频率位置：假设最终获得的布里渊功率谱分布在a～bMHz处，那么在a～bMHz之间，每隔一定频率采集该频率点处的功率分布信号；然后依次执行如下几个过程；

3).分别将以A和B矩阵的行向量作为码字的序列脉冲输入光纤，返回的布里渊信号与激光器输出的连续光相干；相干信号用频谱分析仪的zero-span模式采集，获得一个频率点下的信号功率分布，将得到的结果相减：

其中，η_Ai(t)是A矩阵第i行作为码字时，序列脉冲信号在光纤中散射的光功率，η_Bi(t)是B矩阵第i行作为码字时，序列脉冲信号在光纤中散射的光功率；η_Hi(t)为上述两项的相减结果；

4)用Hadamard矩阵的行向量Hi与对应的散射信号η_Hi(t)分别进行相关，然后将相关后的结果求和后除以n²，得到等效的单个脉冲输入光纤中获得的散射光功率

其中为布里渊光功率随时间的变化量，n为Hadamard矩阵阶数，Hi为Hadamard矩阵第i行向量，η_Hi(t)为η_Ai(t)和η_Bi(t)相减结果；

5)在每个所需要的频率点，都重复3)-4)步骤；即获得每个时刻对应的由离散点组成的布里渊功率谱；将每个频率点处获得的功率随时间的变化量组合成布里渊光功率谱；拟合后，利用功率谱的中心频率、峰值功率和半峰全宽与温度和应力的对应关系进行传感。