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小波阈值降噪提高BOTDR测量精度研究

         
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布里渊光时域反射仪(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,BOTDR)通过单端探测光纤中的自发布里渊散射来实现布里渊频移测量,存在信噪比较低的缺陷。为此,采用小波阈值降噪对微波外差扫频BOTDR测量过程中的每条单频功率曲线进行噪声抑制,最终提高BOTDR测量精度。简述了小波阈值降噪原理,构建了基于微波外差扫频测量的BOTDR仿真模型,通过仿真分析不同小波变换参数对测量精度的影响,确定了最佳小波阈值降噪方案。搭建了微波外差扫频BOTDR光路及电路实验装置进行温度测量实验,在10 km传感光纤上对降噪算法进行了实验验证。实验结果表明,相比于降噪前,降噪后传感光纤末端变温区布里渊频移测量波动极差从5.8 MHz降低至3.2 MHz,均方根误差由1.2 MHz降低至0.16 MHz,测温精度由±2.545℃提升至±1.4℃。理论仿真和实验研究证明,采用小波阈值降噪可提升BOTDR测量精度。

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