通過用AR譜估計器計算PSD(power spectral density功率譜密度),可改善FFT算法的若干局限性。本課題使用分布式光纖激光傳感器,來實現(xiàn)對長距離光纖溫度變化的監(jiān)測。本文重點研究參量譜估計器與傳統(tǒng)FFT譜估計器相比,AR模型在空間分辨率與時間分辨率上參數(shù)模型的優(yōu)勢,構(gòu)建了布里淵后向散射光信號線性預(yù)測模型,提出了通過對AR算法和FFT算法獲得的頻譜中心頻率對溫度的標(biāo)定以及各自標(biāo)準(zhǔn)差的對比來比較譜估計器的方案。此外,本文也對布里淵頻譜的洛倫茲曲線擬合與光電信號處理的硬件開發(fā)做了一定研究。本文的主要內(nèi)容如下:首先,介紹了布里淵散射光中心頻移的理論模型,闡述了引起布里淵中心頻率隨溫度變化現(xiàn)象的原因。本文主要從參量譜估計器對信號的解調(diào)與布里淵分布式傳感硬件設(shè)計這兩大方面,研究參量譜估計對布里淵頻譜估計的優(yōu)勢。其次,詳細(xì)介紹了參量譜理論模型與計算方法,提出了AR譜估計器、FFT譜估計器與FFT補(bǔ)0譜估計器三種解調(diào)散射光信號計算布里淵頻譜的方法,并對其進(jìn)行了分析與對比。研究發(fā)現(xiàn),采用AR模型Burg算法對BOTDR系統(tǒng)中的布里淵散射譜進(jìn)行分析,與基于FFT的算法相比,當(dāng)數(shù)據(jù)長度大于128時,Burg算法的標(biāo)準(zhǔn)偏差約為0.75MHz,這明顯低于FFT算法的約2MHz的標(biāo)準(zhǔn)偏差。其使得在中等空間分辨率下,AR算法能夠比FFT算法在頻率分辨率方面有3倍的改善。再次,改進(jìn)了前期工作中得到的曲線模型,利用洛倫茲曲線擬合模型獲得了更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念l譜擬合和中心頻率測量。參與嵌入式硬件開發(fā),預(yù)見性的提出了將AR算法應(yīng)用于BOTDR數(shù)據(jù)處理模塊上的方案,此方案能很好的提高實際工程應(yīng)用的處理速度與資源消耗的需求。最后,研究參量譜估計對布里淵分布式傳感的影響及應(yīng)用,一套LABVIEW虛擬儀器程序被設(shè)計用來實現(xiàn)自動控制布里淵光時域傳感(BOTDR)的光纖傳感測量。
【學(xué)位單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP212;TN253
【部分圖文】：

隨機(jī)過程的自回歸模型示意圖

圖 1 光散射譜分布生在非常低的輸入功率下，SBS（Stimulated Brillo感器中主導(dǎo)光纖非線性的因素。SBS 對 BOTDR 傳傳感器的性能。如果注入光的功率高于 SBS 閾值功

布里淵散射譜線示意圖
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張吉生;李永倩;;光纖布里淵溫度和應(yīng)變分布同時傳感方法研究[J];光通信研究;2008年05期

2 廖延彪,黎敏;光纖傳感器的今日與發(fā)展[J];傳感器世界;2004年02期

本文編號：2846823