[发明专利]消除分布式光纤声波系统中衰落噪声的方法

权利要求书

1.一种消除分布式光纤声波系统中衰落噪声的方法，其特征在于，通过在接收端按时间顺序对采集到的来自啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的X态电信号和Y态电信号分别进行排序，并按频段分别分为子信号后对各个子信号进行匹配滤波，然后采用偏振分集处理得到相位旋转的反射率曲线，经叠加后实现干涉衰落和偏振衰落的消除；

所述的偏振分集处理是指：以第一个啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的X态和Y态电信号的反射率曲线作为参考，与其他啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的反射率曲线共轭相乘，得到相位旋转的反射率曲线，经平均运算，得到无干涉衰落的反射率曲线并相加后得到消除干涉衰落和偏振衰落的综合反射率曲线；

所述的匹配滤波是指：通过各个子信号的匹配滤波器对各个子信号做匹配滤波，得到传感光纤的反射率曲线；

所述的相位旋转的反射率曲线，通过取第一个啁啾光脉冲的瑞利背向散射光(RBS)的X态反射率曲线和Y态反射率曲线作为参考，与其他反射率曲线共轭相乘得到；

所述的实现干涉衰落和偏振衰落的消除是指：对得到的相位归零的反射率曲线做平均运算，得到无干涉衰落的反射率曲线，对X态的无干涉衰落反射率曲线和Y态的无干涉衰落反射率曲线直接相加，得到无干涉衰落和无偏振衰落的综合反射率曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的反射率曲线，进一步通过检测其相位变化得到光纤应变的精确位置，具体为：将所有反射率曲线相加后得到综合反射率曲线，将其相位项进行自延时差分处理后得到差分相位曲线；再对每个啁啾光脉冲的差分相位曲线上的每一点处求标准差，当相位标准差超过阈值即判定对应点间的光纤发生应变。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的反射率曲线具体为：

其中：i为索引符号，*表示共轭运算，{x_l(n,k)；n＝1,...,200；k＝1,...,100000；l＝1,2,3}和{y_l(n,k)；n＝1,...,200；k＝1,...,100000；l＝1,2,3}为子信号，{x(n,k)；n＝1,...,200；k＝1,...,100000}和{y(n,k)；n＝1,...,200；k＝1,...,100000}分别为X态和Y态信号，k表示长度单位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的偏振分集处理，包括以下步骤：

①将第一个啁啾光脉冲的瑞利背向散射光的X态反射率曲线和Y态反射率曲线与其他反射率曲线共轭相乘，得到相位旋转的反射率曲线，即：

和

{RY_l'(n,k)＝RY_l(n,k)×RY_l^*(1,k)；n＝1,...,200；k＝1,...,100000；l＝1,2,3}；

②对得到的相位归零的反射率曲线做平均运算，得到无干涉衰落的反射率曲线，即：

和

③对X态的无干涉衰落反射率曲线和Y态的无干涉衰落反射率曲线直接相加，得到无干涉衰落和无偏振衰落的综合反射率曲线，即：{R(n,k)＝RX”(n,k)+RY”(n,k)；n＝1,...,200；k＝1,...,100000；}。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的相位变化，通过将所有反射率曲线相加后提取综合反射率曲线的相位项，即相位曲线{φ(n,k)＝angle[R(n,k)]；n＝1,…,200；k＝1,…,100000}，延迟50个长度单位k，将延时前后的相位曲线做差分运算，得到差分相位曲线，即：{Δφ(n,k)＝φ(n,k)-φ(n,k-50)；n＝1,…,200；k＝1,…,100000}；对所有200条差分相位曲线的各点处求标准差，得到相位标准差曲线