杨润润,李永倩,张立欣,李文敬

(华北电力大学电子与通信工程系,河北保定 071003)

脉冲编码提高瑞利BOTDA系统动态范围

杨润润,李永倩,张立欣,李文敬

(华北电力大学电子与通信工程系,河北保定 071003)

理论分析了瑞利BOTDA(布里渊光时域分析)传感系统的动态范围,提出了一种采用脉冲编码技术改善系统信噪比从而增大系统动态范围的方法。研究了瑞利BOTDA系统中格雷码和Simplex码的编码和解码原理,通过对瑞利BOTDA系统采用叠加平均法和脉冲编码法后信噪比改善量的分析对比,阐明了脉冲编码技术在增大瑞利BOTDA系统动态范围方面的优越性,并利用Matlab软件进行了仿真验证。仿真结果表明,该编码技术能够明显改善系统信噪比,增大系统的动态范围。关键词:瑞利布里渊光时域分析;动态范围;脉冲编码;叠加平均

0 引 言

基于BOTDA(布里渊光时域分析)[1]的分布式光纤传感系统是利用探测光和泵浦光的SBS(受激布里渊散射)[2]作用对探测光进行放大,其需要从光纤两端入射探测光和泵浦光,结构比较复杂[3]。1996年,Nikles M等利用光纤末端菲涅尔反射实现了BOTDA系统的单端工作[4],但由于反射率低及信号的来回衰减导致检测到的信号较弱,系统的SNR(信噪比)低;2011年,Cui Q等提出的瑞利BOTDA系统具有单光源、单端工作和非破坏的优点[5]。但由于瑞利BOTDA系统利用瑞利散射光作为探测光,因此存在探测光功率较低、信号小、噪声大、系统SNR低和动态范围小的缺点。

动态范围决定传感系统的测量距离,增大瑞利BOTDA系统动态范围的常用方法有叠加平均和增加信号功率等。……