[发明专利]一种基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法及系统

权利要求书

1.一种基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法，其特征在于：包括，

获取高相干性连续激光并分为探测光与本振光；

采用FPGA产生序列的DDS控制字驱动DDS模块产生二相编码序列以及产生线性锯齿波电压控制压控振荡器形成指定斜率的线性调频信号；

结合所述线性调频信号将所述高相干性连续激光调制成二相编码光并二次调制成复合调制脉冲串；

将所述复合调制脉冲串进行信号功率放大，并注入待测光纤，实现光纤链路上的全分布式传感；

向待测光纤注入探测脉冲并接收光纤链路上包含事件点信息的背向瑞利散射回波；

将所述背向瑞利散射回波和所述本振光进行光的拍频，产生中频光信号并转换成中频电信号；

实时高速采集中频电信号并进行信号解调、降噪和定位的信号处理。

2.如权利要求1所述的基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法，其特征在于，所述复合调制脉冲串包括码间相位调制以及码内线性调频的复合调制探测脉冲光。

3.如权利要求1所述的基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法，其特征在于：进行信号解调、降噪和定位的信号处理包括，

由数据采集卡获得背向瑞利散射的中频电信号；

对中频电信号进行希尔伯特变换与数字下变频，将信号移至基带。

4.如权利要求3所述的基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法，其特征在于：还包括，

对基带信号进行匹配滤波处理，实现脉冲压缩，将信号恢复至单脉冲响应；

对单脉冲信号进行强度解调或相位解调，获得定位信息。

5.一种基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感系统，其特征在于，包括：

窄线宽激光器(100)，用于产生高相干性连续激光；

电调制信号发生模块(200)，用于形成二相编码以及线性调频的调制信号；

光脉冲信号调制模块(300)，用于采用电光相位调制器(301)将高相干性连续激光调制成二相编码光并通过电光强度调制器(302)二次调制成复合调制脉冲串；

探测光纤模块(400)，所述复合调制脉冲串通过掺铒光纤放大器(401)进行信号功率放大，并通过环形器(402)注入待测光纤(403)，实现光纤链路上的全分布式传感；

信号处理模块(500)，采用环形器(402)收集光纤链路上的包含事件点信息的背向瑞利散射回波，输出至2*2光纤耦合器(502)中进行背向瑞利散射回波与由1*2光纤耦合器(501)中得到的本振光的光拍频，以产生中频光信号并通过平衡探测器(503)进行光电转换，得到中频电信号，数据采集卡(504)实时高速采集中频电信号，通过计算机进行信号解调，获取传感信息。

6.如权利要求5所述的基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感系统，其特征在于：电调制信号发生模块(200)包括，

FPGA模块(201)，用于产生序列的DDS控制字驱动和线性锯齿波电压信号；

DDS模块(202)，产生二相编码序列；

压控振荡器(203)，用于线性调频，形成指定斜率的线性调频信号。

7.如权利要求6所述的基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感系统，其特征在于：所述FPGA模块(201)产生序列的DDS控制字驱动DDS模块(202)产生二相编码序列以及产生线性锯齿波电压信号控制压控振荡器(203)形成指定斜率的线性调频信号。

8.如权利要求5所述的基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感系统，其特征在于：所述1*2光纤耦合器(501)包括用于相干探测的信号分路，将高相干性连续激光分为探测光与本振光。

9.一种计算设备，包括：

存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至4任意一项所述基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至4任意一项所述基于复合调制脉冲编码的Φ-OTDR传感方法的步骤。