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基于不完全布里渊频谱的BOTDR互相关峰值搜索技术

DOI：10.1016/j.optcom.2018.12.066 期刊：Optics Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 考虑到扫频技术的局限性，布里渊光时域反射仪（BOTDR）只能感知缓慢的外部干扰，这极大地限制了其应用范围。为感知快速外部干扰，本文提出基于不完全布里渊谱（IBS）的互相关峰寻技术方法，并以高速铁路声屏障监测为背景验证了该方法的可行性。数值模拟结果表明：当扫频间隔为5MHz、拼接IBS数量为80时，获得0.50MHz内精确峰值频率的概率可达49/50。此外，为选取系统最优参数，还进一步分析了拼接次数与扫频间隔对峰值检测精度的影响。该方法对拓展BOTDR从缓变场到速变场的应用具有重要意义。
作者： Mi Li，Wenli Shen，Wenchen Li，Hao Li，Yanqiu Tang，Yuejiang Song，Xuping Zhang
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研究概述 实验方案

研究目的

提出并验证一种基于不完全布里渊频谱的互相关峰值搜索技术，用于BOTDR感知快速外部干扰，特别适用于高速铁路沿线声屏障的监测。

研究成果

基于IBS拼接的互相关峰值搜索技术适用于BOTDR中的快速应变监测，具有高精度和高效率?？筛菪枨笱≡褡钣挪问ɡ?，80个IBS和5 MHz间隔可实现98%的精度），从而将BOTDR应用扩展到高速铁路监测等动态领域。未来的工作应考虑实际实施情况和信噪比影响。

研究不足

该方法需要拼接多个惯性基准系统（IBS），这会增加测量时间，且若可用IBS不足（如列车通过次数有限）则可能不可行。精度受信噪比影响；信噪比较低时需更多次拼接。频率间隔不能无限增大，否则会导致信息丢失和偏差。本研究基于数值模拟，可能需要通过实际实验验证。

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