光纤M-Z干涉技术的周界防范系统定位算法优化与实验验证

本文主要探讨了马赫-曾德尔(Mach-Zehnder, M-Z)分布式光纤周界防范系统中的定位算法研究。马赫-曾德尔干涉技术是一种利用光的相位干涉原理进行信号处理的技术，它在光纤传感和通信领域有着广泛应用。在这个系统中，作者提出了一种创新的方法，即结合改进的双光纤M-Z干涉相位检测技术和互相关算法来提取和分析信号。 互相关算法在此研究中扮演了关键角色，它通过计算两个或多个信号之间的相关性来确定它们之间的相对时间延迟。在周界防范系统中，当两路信号经过不同的路径并返回到接收端时，通过比较它们的互相关函数，可以精确测量出信号间的延时差，从而实现对入侵事件的位置定位。作者指出，系统的定位精度与采样频率密切相关，较高的采样率能够提供更精确的定位结果。在实验条件下，当采样频率达到20 MHz时，理论上定位精度可以达到10.22米。 为了进一步优化性能，文章介绍了一种分段数据处理方法。这种方法在保持高定位精度的同时，通过将大容量数据划分为小部分进行处理，显著降低了算法的运算量，提高了计算效率。实验结果显示，与传统方法相比，这种新型算法的运算速度提升了约8倍，这对于实时性和响应速度要求高的周界防范系统来说具有重要意义。 这篇论文深入研究了如何利用马赫-曾德尔干涉技术和互相关算法在分布式光纤周界防范系统中实现精确且高效的定位，为光纤光学在安防领域的实际应用提供了有价值的技术支持。通过这种方式，不仅提高了系统的安全性，也提升了整体的系统性能。