本文關(guān)鍵詞：BOTDA系統(tǒng)相位解調(diào)和脈沖編碼技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 受激布里淵散射 外差布里淵光時域分析 相位解調(diào) 頻譜算法 脈沖編碼 信噪比

【摘要】：本文在綜述布里淵光時域分析(BOTDA)技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎上,論述了自發(fā)布里淵散射(SPBS)和受激布里淵散射(SBS)的作用機理,根據(jù)布里淵散射的作用機理,分析了布里淵頻移受溫度和應變影響的特性,研究了布里淵頻移與光纖溫度和應變的對應關(guān)系。介紹了傳統(tǒng)的直接檢測BOTDA系統(tǒng)原理和外差檢測BOTDA系統(tǒng)原理,分析了受激布里淵散射作用傳輸函數(shù),對比分析了兩種系統(tǒng),分別推導了兩種系統(tǒng)的輸出信號的信噪比表達式。在分析外差BOTDA系統(tǒng)的基礎上,深入研究了布里淵相位的解調(diào)方法,設計了基于疊加平均去噪與FFT分析相結(jié)合的外差BOTDA系統(tǒng)的相位解調(diào)頻譜算法,編寫了程序;理論分析并實驗驗證了該算法的可行性和有效性。結(jié)果表明,該算法對不同信噪比下的信號均有較好的解調(diào)效果;對幅值為0.3 V且噪聲標準偏差為0.5 V的信號,采用1000次疊加平均的頻譜算法,相位相對測量誤差可降至0.71%。設計了用于外差BOTDA系統(tǒng)中寬帶相位解調(diào)的方案,為進一步解調(diào)外差BOTDA系統(tǒng)寬帶相位、檢測長距離傳感光纖溫度/應變信息奠定了基礎。研究了基于脈沖編碼調(diào)制的BOTDA系統(tǒng)原理,分析了BOTDA系統(tǒng)中Simplex碼、Golay碼和CCPONS碼的編碼和解碼原理;利用MATLAB仿真了不同脈沖編碼調(diào)制的BOTDA系統(tǒng)的時域輸出信號,并對比分析了三種編碼對系統(tǒng)信噪比的改善情況,結(jié)果表明采用脈沖編碼技術(shù)可使BOTDA系統(tǒng)性能得到有效地提升,CCPONS碼調(diào)制時可獲得最佳系統(tǒng)性能。
【關(guān)鍵詞】：受激布里淵散射 外差布里淵光時域分析 相位解調(diào) 頻譜算法 脈沖編碼 信噪比
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212;TN911.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 布里淵分布式傳感技術(shù)10-12
• 1.2.1 基于BOFDA的分布式光纖傳感技術(shù)10-11
• 1.2.2 基于BOTDR的分布式光纖傳感技術(shù)11-12
• 1.2.3 基于BOTDA的分布式光纖傳感技術(shù)12
• 1.3 BOTDA光纖傳感技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 基于外差檢測的BOTDA傳感系統(tǒng)原理16-24
• 2.1 光纖中的布里淵散射16-17
• 2.1.1 自發(fā)布里淵散射16
• 2.1.2 受激布里淵散射16-17
• 2.2 布里淵頻移與溫度和應變的關(guān)系17-18
• 2.2.1 布里淵頻移與溫度的關(guān)系17-18
• 2.2.2 布里淵頻移與應變的關(guān)系18
• 2.3 傳統(tǒng)的直接檢測BOTDA系統(tǒng)18-20
• 2.4 基于外差檢測的BOTDA系統(tǒng)20-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 外差BOTDA系統(tǒng)相位解調(diào)算法與實驗設計24-37
• 3.1 外差BOTDA實驗系統(tǒng)組成24-25
• 3.2 頻譜算法相位解調(diào)原理25-26
• 3.3 相位解調(diào)算法驗證實驗設計26-28
• 3.3.1 AFG3102任意函數(shù)發(fā)生器26-27
• 3.3.2 PCI-5112高速數(shù)字化儀27
• 3.3.3 Lab VIEW開發(fā)平臺27-28
• 3.4 基于LabVIEW軟件開發(fā)平臺的相位解調(diào)算法驗證實驗28-32
• 3.4.1 相位解調(diào)程序28-30
• 3.4.2 加有小噪聲時相位解調(diào)實驗30
• 3.4.3 加有大噪聲時相位解調(diào)實驗30-31
• 3.4.4 實驗結(jié)果分析與討論31-32
• 3.5 外差BOTDA系統(tǒng)寬帶相位解調(diào)32-36
• 3.5.1 外差BOTDA系統(tǒng)寬帶相位解調(diào)系統(tǒng)設計32-34
• 3.5.2 AD0105B正交解調(diào)器34
• 3.5.3 反正切函數(shù)近似算法的實現(xiàn)34-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)性能分析37-47
• 4.1 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)37-39
• 4.1.1 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)原理37-38
• 4.1.2 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)組成38-39
• 4.2 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)編碼增益39-43
• 4.2.1 Simplex碼BOTDA系統(tǒng)39-40
• 4.2.2 Golay碼BOTDA系統(tǒng)40-41
• 4.2.3 CCPONS碼BOTDA系統(tǒng)41-43
• 4.3 不同碼型BOTDA系統(tǒng)性能比較43-46
• 4.3.1 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)性能仿真44-45
• 4.3.2 脈沖編碼BOTDA系統(tǒng)性能對比分析45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 結(jié)論與展望47-49
• 參考文獻49-53
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果53-54
• 致謝54

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1028478