[发明专利]基于马赫-曾德尔干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备

说明书

本发明公开了一种基于马赫‑曾德尔干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，包括依次连接的窄线宽激光器、基于1×2光纤耦合器和3×3光纤耦合器的马赫‑曾德尔光纤干涉仪、第一波分复用器WDM‑1、第二波分复用器WDM‑2、缠绕光纤的压电陶瓷PZT和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2解调电路板。这种装置采用光纤干涉仪检测和解调传感光缆上的入侵行为振动信号并采用PZT模拟输出该振动信号，能实现分布式光纤振动传感器模式识别训练更好的数据源覆盖性。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术，尤其涉及用于分布式光纤振动传感器入侵信号模式识别训练的辅助设备，具体是一种基于马赫-曾德尔干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备。

背景技术

分布式光纤振动传感器设备可用于光纤围栏、光缆物理安全监控等领域，可极大降低安全巡查的难度。光纤围栏设备最受关注的性能主要集中在预警监测的虚警率，目前普遍采用场景模式识别技术降低周界安防设备的虚警率。模式识别软件的性能提升和验证方法一般是通过外场采集入侵信号和环境噪声信号进行现场验证，或对存储的采集信号进行模式识别训练；采用外场模式识别训练的方式在时间上往往难以长期保障，采用存储的采集信号进行模式识别训练的方式又存在信息量有限、模式识别训练覆盖性不好的问题，使得光纤围栏模式识别训练条件得不到有效保障。

发明内容

本发明的目的是针对光纤围栏现有模式识别训练条件保障技术的不足，而提供一种基于马赫-曾德尔干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备。这种设备能实现将外场传感光缆上的入侵信号保真复制，接入待测传感光缆的任意位置模拟输出入侵信号用于模式识别训练。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于马赫-曾德尔干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，包括依次连接的窄线宽激光器、基于1×2光纤耦合器和3×3光纤耦合器的马赫-曾德尔光纤干涉仪、第一波分复用器WDM-1、第二波分复用器WDM-2、缠绕光纤的压电陶瓷PZT和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2的解调电路板，其中，窄线宽激光器输出高相干的激光，高相干的窄线宽激光接入1×2光纤耦合器的1端口并分成两束激光，两束激光分别由1×2光纤耦合器的2、3端口输出，1×2光纤耦合器的2端口连接第一波分复用器WDM-1的透射端口，第一波分复用器WDM-1的反射端与第一光接口X1连接，第一波分复用器WDM-1的公共端与第二光接口X2连接，第二光接口X2通过外置传感光缆或光纤跳线连接第三光接口X3，第三光接口X3与缠绕光纤的压电陶瓷PZT的光输入端连接，缠绕光纤的压电陶瓷PZT的光输出端与第二波分复用器WDM-2的公共端连接，第二波分复用器WDM-2的反射端连接第四光接口X4，第二波分复用器WDM-2的透射端与3×3光纤耦合器的1端口连接，1×2光纤耦合器的3端口连接3×3光纤耦合器的2端口作为马赫-曾德尔的参考臂，3×3光纤耦合器的4、5端口分别与解调板上的第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2连接，第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2均与与缠绕光纤的压电陶瓷PZT的第二光输入端连接，由3×3光纤耦合器的4、5端口输出相干激光信号分别进入解调板上的第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2，设有第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2的解调电路板输出电压信号端与缠绕光纤的压电陶瓷PZT的电接口连接。

所述窄线宽激光器的工作波长与第一光接口X1或第四光接口X4外接的光纤振动传感器内置激光器的工作波长至少相差0.8nm、频率间隔在100GHz以上。