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申请/专利权人：复旦大学

摘要：本发明涉及光时域反射技术领域，具体为一种相敏光时域反射仪的相干衰落抑制方法。基于矩形探测脉冲采用相关性子带选择以及π、π2相移变换的数字域处理方法。先获取相敏光时域反射仪的原始信号并进行带通滤波，得到包含主瓣以及正负一阶旁瓣的中频信号，再基于振幅相关性选择M组子带范围进行滤波；随后利用得到的信号矩阵进行π、π2相移变换，获得3M+1组实信号矩阵，再通过希尔伯特变换和旋转矢量法对信号合成，得到复解析信号矩阵。最终经IQ解调、相位差运算和解缠绕得到解调相位信息。本发明解决了基于矩形脉冲调制的相敏光时域反射仪的干涉衰落抑制问题，保证信噪比分布均匀的情况下，高保真地还原外部扰动事件的相位变化信号。

主权项：1.一种相敏光时域反射仪的相干衰落的抑制方法，其特征在于，采用基于相关性分析的子带选择和π、π2相移变换的数字域处理技术，解决相敏光时域反射仪中干涉衰落抑制的问题，并且以高保真度重建外部扰动事件，具体步骤如下：步骤1、对于相敏光时域反射仪获得的原始拍频信号矩阵{Signk；k＝1,...,N}；n＝1,K，其中，N条原始拍频信号按照时间排序，K来自单个探测光脉冲产生的原始数据的点数；以宽度为主瓣两倍的带通滤波器h0进行带通滤波，得到仅包含主瓣和正负一阶旁瓣的中频信号矩阵步骤2、对步骤1获得的中频信号矩阵使用数字带通滤波器hm对其进行M次子带滤波，其计算过程表示为： 其中，*代表卷积运算；数字带通滤波器{hm；m＝1,...M}；从而获得M组子带信号矩阵{Sn,mk；k＝1,...,K}；n＝1,...N；m＝1,...M，及其频域互补信号矩阵其中，子带的范围选择基于相关性分析，即选择经过π相移变换后得到的互补信号与步骤1获得的中频信号矩阵的幅度曲线相关性较低的子带范围；步骤3、利用步骤2获得的M组子带信号矩阵对步骤1获得的中频信号矩阵进行π、π2的相移变换；其中：对中频信号矩阵进行π相移变换，新增M组与其振幅互补的信号矩阵： 其运算过程表示为： 对中频信号矩阵进行π2相移变换，新增2M组振幅两两互补的信号： 其计算过程表示为： 其中，H为希尔伯特变换；步骤4、对步骤3得到的相移变换后的3M+1组实信号矩阵以及步骤1获得的中频信号数据，利用希尔伯特变换将信号表示为复解析信号，共3M+1组信号矩阵，其运算过程表示为： 其中，上标代表解析信号；步骤5、使用信号合成方法，将步骤4获得的3M+1组复解析信号矩阵进行合成相加，得到一个经过衰落抑制的信号矩阵{Sig′nk；k＝1,...,N}；n＝1,...K；步骤6、根据步骤5得到的合成信号矩阵Sig′nk，求得相位： 对上述N条相位曲线时延τ个单位进行差分相位解调，得到N条相位差分曲线，即： 然后通过解缠绕得到最终的解调相位信息： 信息中包含外部扰动对光纤产生的形变情况，从而得到拍频光信号携带的振动时间的扰动信息。

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