采用经验模态分解消除分布式光纤声学传感系统的相位漂移

摘要： 相位漂移消除对于相干检测相敏光时域反射计系统中的振动恢复至关重要。相位漂移作为基线驱动整个相位信号波动，当检测时间较长时其负面影响尤为明显。本文提出采用经验模态分解（EMD）方法自适应提取并消除相位漂移，该方法利用数据的特征时间尺度对信号进行分解，最终获得基线成分。理论与实验验证表明：当振动区域长度增加时，相位漂移会严重恶化。实验中分别在1Hz、5Hz和10Hz不同振动频率条件下实现了相位漂移消除，并验证了不同振动强度下的相位漂移消除效果。进一步通过99.99%的相关系数证实了相位与振动强度的线性关系，在信噪比分别为55.58dB和64.44dB的条件下成功检测到0.5Hz和0.3Hz的振动信号。该方法可在赫兹级或亚赫兹级振动频率下实现相位漂移消除，有助于实际应用中低频扰动事件的检测与恢复。