[发明专利]基于传感光纤的分布式扰动测量方法、扰动测量系统

权利要求书

1.一种基于传感光纤的分布式扰动测量方法，包括：

将探测光信号输入被施加有外部扰动的待测传感光纤中，得到带有外部扰动信息的背向散射光信号，其中，所述探测光信号包括n个脉宽相同、带宽相同的单频脉冲光信号，n个所述单频脉冲光信号为步进频率脉冲光信号，任意两个单频脉冲光信号的频率不同，2n100；

将所述背向散射光信号与本振光信号进行拍频，得到拍频信号；

利用滑动窗口对所述拍频信号进行截取，得到截取信号；

将所述截取信号进行数字滤波，得到数字滤波信号，所述数字滤波信号为啁啾脉冲信号；

对所述数字滤波信号进行解调，得到所述截取信号中的扰动信息；

改变所述滑动窗口的位置，重复执行预定次数的所述得到截取信号至所述得到扰动信息的步骤，直至得到所述拍频信号中的所有扰动信息；

其中，所述单频脉冲光信号和所述本振光信号的频率差的范围为0.01-10GHz。

2.根据权利要求1所述的分布式扰动测量方法，还包括：

将连续激光信号分成第一激光信号和第二激光信号，其中第一激光信号经调制后得到所述探测光信号，第二激光信号作为所述本振光信号。

3.根据权利要求1所述的分布式扰动测量方法，其中，所述探测光信号的最大重复频率反比于所述传输光纤的长度。

4.根据权利要求1所述的分布式扰动测量方法，其中，所述滑动窗口的时间宽度大于所述探测光信号的脉宽。

5.根据权利要求1所述的分布式扰动测量方法，其中，对所述数字滤波信号进行解调，得到所述截取信号中的扰动信息，包括：

对所述数字滤波信号求互相关信号，得到所述互相关信号峰值对应的时延量；

根据所述时延量的到所述截取信号中的扰动信息。

6.根据权利要求1所述的分布式扰动测量方法，其中，将所述截取信号进行数字滤波，得到数字滤波信号，包括：

将所述截取信号与啁啾脉冲信号进行卷积运算，得到卷积信号；

获取所述卷积信号的强度，得到所述数字滤波信号。

7.一种扰动测量系统，利用权利要求1-6任一项所述的分布式扰动测量方法，包括：

光信号产生模块，适用于产生探测光信号以及本振光信号；其中，所述探测光信号包括n个脉宽相同、带宽相同的单频脉冲光信号，任意两个单频脉冲光信号的频率不同，2n100，所述单频脉冲光信号和所述本振光信号的频率差在0.01-10GHz；

待测传感光纤，适用于被施加外部扰动信息；

环形器，适用于将所述探测光信号输送至待测传感光纤，并得到所述待测传感光纤输出的带有扰动信息的背向散射光信号；

信号检测模块，适用于使所述背向散射光信号和所述本振光信号拍频，得到拍频信号；

信号解调模块，利用滑动窗口对所述拍频信号进行截取，得到截取信号；将所述截取信号进行数字滤波，得到数字滤波信号；以及对所述数字滤波信号进行解调，得到所述截取信号中的扰动信息。

8.根据权利要求7所述的扰动测量系统，其中，所述光信号产生模块包括：

光源单元，适用于产生连续激光信号；

耦合器，适用于将所述激光信号分成第一激光信号和第二激光信号，所述第二激光信号为所述本振光信号；

信号调制单元，适用于将所述第一激光信号调制为所述探测光信号。

9.根据权利要求7所述的扰动测量系统，其中，所述信号检测模块包括：

光电探测器，适用于使所述背向散射光信号和所述本振光信号拍频，得到所述拍频信号；

数据采集卡，适用于对所述拍频信号进行采集。

10.根据权利要求7所述的扰动测量系统，其中，所述信号解调模块包括：

截取单元，利用滑动窗口对所述拍频信号进行截取，得到所述截取信号；

滤波单元，将所述截取信号进行数字滤波，得到所述数字滤波信号；

解调单元，对所述数字滤波信号进行解调，得到所述截取信号中的扰动信息。