易守天，张志勇，何海军，张信普，钱 恒

(西南交通大学 信息科学与技术学院 信息光子与通信研究中心, 成都 610031)

引 言

相位敏感的光时域反射仪(phase-sensitive optical time domain reflectometer,φ-OTDR) 具有耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、灵敏度高等特点，在管道安全检测、桥梁健康检测、周界防护等领域备受关注[1-4]。空间分辨率和传感距离是φ-OTDR系统中的两个重要参量，两者之间存在矛盾，随着脉冲信号脉宽的增加，测量距离增加，系统空间分辨率会降低，因此传统的φ-OTDR很难在长距离传输的情况下实现高空间分辨率。2015年,ZOU等人[5]提出光脉冲压缩反射仪(optical pulse compression reflectometry,OPCR)，采用该方法后系统空间分辨率只与扫频范围相关，不受脉冲宽度的影响，从而解决了空间分辨率与脉宽之间相互约束的问题。同年，LIU等人[6]将光脉冲压缩技术应用到φ-OTDR技术中，得出时间门控光频域反射仪(time-gated digital optical frequency domain reflectometry,TGD-OFDR)在传感距离为110km时,系统空间分辨率达到1.6m。后续学者不断研究完善，进一步提高了TGD-OFDR系统性能[7-12](例如相干衰落抑制、信噪比提升)。

TGD-OFDR系统中，空间分辨率仅与扫频范围相关，而扫频范围取决于脉宽与啁啾率的乘积，增大脉宽或者啁啾率均可提升扫频范围，可以提高空间分辨率。但是，现有文献中并未对脉冲参量(例如脉宽、啁啾率)和系统信噪比与相位噪声之间的关系进行分析。基于上述分析，作者主要围绕探测脉冲的两个主要参量：啁啾率和脉宽进行分析，分别探究了啁啾率、脉宽变化时，系统信噪比和相位噪声的变化情况。

1 系统原理

1.1 TGD-OFDR系统的工作原理

TGD-OFDR系统中，光……