相位敏感光时域反射系统数字正交解调算法改进与精度提升

"本文主要探讨了相位敏感光时域反射系统(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometry, PS-OCTDR)中的数字正交解调算法，并对其进行了深入研究和改进。作者分析了数字滤波器群延时对系统定位精度的影响，并提出了重定位方法来矫正由此产生的定位误差。此外，文章还研究了数字滤波器如何影响系统的空间分辨率，并通过仿真和实验进行了验证。研究结果显示，重定位方法能够有效地消除由数字滤波器引起的定位误差，而系统空间分辨率受到系统结构和数字滤波器的共同影响，且随着数字滤波器阶数的增加，由滤波器决定的空间分辨率也会增加。在实验中，选择112阶的数字滤波器被认为是最优的选择。" 在PS-OCTDR系统中，数字正交解调算法是至关重要的组成部分，它负责从测量信号中提取关键信息，如距离和相位变化。该文指出，数字滤波器群延时会降低系统的定位精度，这是因为滤波器的延时会导致信号处理的不准确。为了改善这一情况，研究者提出了一种重定位方法，通过对原始数据进行重新处理，可以有效校正由于滤波器延时造成的定位误差。 另一方面，数字滤波器的设计直接影响到系统的空间分辨率，即系统能够区分两个相邻事件的能力。作者发现，数字滤波器的阶数与空间分辨率之间存在直接关系，阶数越高，滤波器能提供的分辨率也越高。然而，高阶滤波器可能会引入额外的计算复杂性和噪声，因此需要在性能和计算效率之间找到一个平衡点。实验结果表明，112阶滤波器在提高空间分辨率的同时，仍保持了较好的系统性能。 这篇研究提供了对PS-OCTDR系统中数字正交解调算法的深入理解，强调了数字滤波器在系统性能中的核心作用，并提出了一种实用的误差矫正方法。这对于优化光纤传感系统、提高其定位精度和空间分辨率具有重要意义，特别是在光纤通信、光纤传感监测等领域有着广泛的应用前景。通过这种改进，可以更精确地监测光纤线路的微小变化，对于故障检测、安全监控以及基础设施健康评估等具有重大价值。