一种减小光纤传感系统频谱噪声的信号处理方法研究

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作   者：

黄秋茗;  乐晨;  朱海军;  钟振涛;  刘阳;  李拥政;  郭林峰; 

作者机构：

中铁(上海)投资集团有限公司;  南京地铁建设有限责任公司;  中铁隧道集团二处有限公司;  南京信息工程大学物理与光电工程学院;  中铁三局集团华东建设有限公司; 

关键词：

布里渊光时域反射仪;  布莱克曼窗函数;  短时傅里叶变换;  频谱泄漏;  测量精度; 

期刊名称：

仪表技术与传感器

i s s n：

1002-1841

年卷期：

2024 年 009 期

页   码：

106-111,117

摘   要：

针对基于短时傅里叶变换的布里渊光时域反射仪(STFT-BOTDR)系统噪声频谱泄漏导致的布里渊频移误差问题,提出利用布莱克曼窗函数解决频谱噪声的信号处理方法.首先搭建 STFT-BOTDR系统,采集到包含系统变频模块产生低频噪声的布里渊信号,然后分别利用海明窗函数和布莱克曼窗函数解调的布里渊增益谱和布里渊频移分布.实验结果显示:利用布莱克曼窗函数比利用海明窗函数更能有效解决STFT-BOTDR系统中由于低频噪声发生频谱泄漏产生的谐波使布里渊增益谱失真的现象,减少布里渊频移的测量误差.实验表明利用窗函数解决系统频谱噪声的方法,在 1.8 km的待测光纤上利用布莱克曼窗函数解调的布里渊频移分布测量精度达到 1.469 1 MHz,系统性能得到了提升,有利于加速低成本、中精度STFT-BOTDR系统的工程应用进程.