实时小波变换提升相干布里渊测温精度：25km分布式温度传感

本文主要探讨了一种基于实时小波变换的信号处理技术在布里渊光时域反射计（Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry, BOTDR）中的应用。布里渊光时域反射计通常用于检测微弱的自相位调制信号，这些信号的布里渊频移非常小，大约只有11 GHz，这使得传统的相干检测方法遇到挑战，因为接收的信号是带宽幅度调制的，不易直接解调。 实时小波变换作为一种先进的信号处理工具，被引入到这个系统中，其主要优势在于能够有效地分析和处理非平稳、多频率成分的信号。通过实时小波变换，可以实现对信号的高效分析，滤除噪声，提取关键信息，如频率成分和时域变化，这对于提高布里渊光时域反射计的性能至关重要。 论文作者宋牟平和陈翔设计了一套布里渊光时域反射计传感器实验系统，利用实时小波变换对传感信号进行了深度处理。他们成功地实现了25公里的分布式温度传感，达到了5米的空间分辨率和1分钟的快速响应时间。这种系统能够在保持高分辨率的同时，提高测量速度，对于需要高精度和实时性监测的场景，如结构健康监测或环境监控，具有显著的优势。 值得注意的是，40 με的应变分辨率是这项研究的一个重要突破，它意味着该系统能够准确地捕捉到微小的形变变化，这对于许多工程应用，如桥梁、隧道和建筑物的监测来说，是一项重要的进步。同时，关键词“分布式光纤传感器”、“布里渊光时域反射计”、“小波变换”和“实时”突出了研究的核心技术及其实现方式。 总结来说，这篇文章展示了实时小波变换如何优化布里渊光时域反射计的性能，尤其是在分布式光纤传感系统中的应用，为提高光纤传感的精度、分辨率和实时性提供了新的解决方案。这项研究对于推动光纤通信和传感技术的发展具有重要意义。