利用相位生成载波降低干涉路径散（反）射光干扰的方法

摘要

本发明属光光纤传感技术领域，具体为一种利用相位生成载波降低干涉路径散（反）射光干扰的方法。该方法是在一根光纤路径的末端上施加相位调制，通过特定工作点的选取，实现目标信号与干扰信号的分离，获得更加纯净的目标信号，提高测量距离。该方法采用的信号解调方法不同于相位生成载波调制（PGC）的传统方法，解调时无需利用调制频率做为参考频率，易于实现。本发明适用于长距离管线监控、大范围光纤周界安防等，特别是加调制端与信号解调端远离的应用环境。本发明还可以用于通过对反馈装置中光传输相位的调制实现测量的应用中。

主权项

1.一种利用相位生成载波降低干涉路径散射光干扰的方法，其特征在于具体步骤为：（1）在单芯反馈式光杆光纤尾端串接相位调制器；设相位调制器引入的干涉相位差为，经相位调制器到达反馈装置反射后重新返回到光缆的光发生的干涉信号表示为：（1）其中，是与系统参数有关常系数；是干涉结构的初始相位，为常量；是由扰动引起的干涉相位差；对于光缆中相位调制器以前的路径引起的背向散射光，其相位变化不会受到相位调制器上施加信号的影响，这部分光干涉信号表示为：（2）其中，是光纤上第i个散射点引起的干涉的系数，是与第i个散射点相应的初始相位，是由扰动引起的相应于第i个散射点的干涉相位差，表示沿着相位调制器之前的感应光纤上的所有散射点求和；于是，总的输出信号变化部分表示为：（3）对式（1）进行J_n阶贝塞尔函数展开，表示为：（5）则，（6）（2）选择加载相位调制器上的信号频率f_m，f_m满足以下条件：，且f_m位于的频率成分之外；为或的最大频率，为P_B的最大频率；（3）在相位调制器上施加正弦信号，该调制信号所生成的载波表示为：，是的幅度；（4）调节正弦信号的幅度，使：  ，使反馈装置形成的有效干涉信号的频率成分分布在载波频率f_m的基频和倍频的基带上，而在零频率附近，没有频率分量，有效干涉信号P表示为：此时，零频率附近仅有线路中背向散射光干涉形成的干扰信号；（5）对进行高通滤波，滤除干扰信号，保留有效信号P，即将干扰信号与有效信号进行分离，获得有效信号。