论文目录 | |
| 摘要 | 第1-8页 |
| Abstract | 第8-18页 |
| 提要 | 第18-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-45页 |
| 1.1 引言 | 第19-20页 |
| 1.2 分布式光纤振动传感系统概述 | 第20-31页 |
| 1.2.1 基于干涉技术的分布式光纤振动传感系统 | 第20-25页 |
| 1.2.2 基于瑞利散射的分布式光纤振动传感系统 | 第25-30页 |
| 1.2.3 分布式光纤振动传感技术对比 | 第30-31页 |
| 1.3 Φ-OTDR系统国内外研究进展及现状 | 第31-40页 |
| 1.3.1 Φ-OTDR系统性能研究现状 | 第32-38页 |
| 1.3.2 Φ-OTDR系统模式识别研究现状 | 第38-39页 |
| 1.3.3 Φ-OTDR系统中存在的问题 | 第39-40页 |
| 1.4 研究目的及意义 | 第40-41页 |
| 1.5 本文章节安排 | 第41-45页 |
| 第二章 Φ-OTDR系统及其基本工作原理 | 第45-63页 |
| 2.1 光纤中的瑞利散射 | 第45-47页 |
| 2.2 光纤中的相位调制 | 第47-48页 |
| 2.3 Φ-OTDR的工作原理 | 第48-54页 |
| 2.4 Φ-OTDR系统的典型结构 | 第54-59页 |
| 2.4.1 直接探测结构 | 第54-55页 |
| 2.4.2 外差探测结构 | 第55-57页 |
| 2.4.3 外差探测结构与直接探测结构性能对比 | 第57-59页 |
| 2.5 Φ-OTDR系统中的主要噪声 | 第59-62页 |
| 2.5.1 偏振衰落噪声的产生及对系统的影响 | 第59-60页 |
| 2.5.2 相干衰落噪声的产生及对系统的影响 | 第60-62页 |
| 2.6 小结 | 第62-63页 |
| 第三章 Φ-OTDR系统中关键器件的选型及设计 | 第63-97页 |
| 3.1 窄线宽激光光源 | 第63-68页 |
| 3.1.1 DBR光纤光栅激光器 | 第63-64页 |
| 3.1.2 DFB光纤光栅激光器 | 第64-65页 |
| 3.1.3 平面光波导窄线宽激光器 | 第65-66页 |
| 3.1.4 激光器线宽测试及频率漂移对系统性能的影响 | 第66-68页 |
| 3.2 脉冲调制器 | 第68-71页 |
| 3.2.1 电光调制器 | 第68-69页 |
| 3.2.2 声光调制器 | 第69-70页 |
| 3.2.3 消光比对系统性能影响 | 第70-71页 |
| 3.3 光放大器 | 第71-78页 |
| 3.3.1 掺铒光纤放大器 | 第72-75页 |
| 3.3.2 拉曼光纤放大器 | 第75-77页 |
| 3.3.3 两种放大器性能对比 | 第77-78页 |
| 3.4 光电探测器 | 第78-84页 |
| 3.4.1 雪崩光电二极管APD | 第78-82页 |
| 3.4.2 平衡光电放大探测器BAPD | 第82-84页 |
| 3.5 高速数据采集卡 | 第84-87页 |
| 3.6 混频器 | 第87页 |
| 3.7 滤波器 | 第87-89页 |
| 3.8 低纹波多项电源 | 第89-95页 |
| 3.9 小结 | 第95-97页 |
| 第四章 基于双重同源外差相干检测的Φ-OTDR系统 | 第97-131页 |
| 4.1 Φ-OTDR系统的时钟同步控制 | 第97-109页 |
| 4.1.1 声光调制器驱动器设计 | 第98-101页 |
| 4.1.2 直接数字频率合成器（DDS）设计 | 第101-103页 |
| 4.1.3 时钟同步控制后系统性能测试及分析 | 第103-109页 |
| 4.2 基于双重同源外差相干检测的Φ-OTDR系统结构 | 第109-115页 |
| 4.2.1 系统结构介绍 | 第109-111页 |
| 4.2.2 系统信号解调 | 第111-115页 |
| 4.3 Φ-OTDR系统定位算法及PZT扰动测试 | 第115-120页 |
| 4.3.1 连续平均差值法 | 第115页 |
| 4.3.2 移动平均和移动差分法 | 第115-116页 |
| 4.3.3 功率谱分析定位方法 | 第116-117页 |
| 4.3.4 PZT扰动定位相关性能测试 | 第117-120页 |
| 4.4 Φ-OTDR系统相位解调方法及PZT扰动测试 | 第120-129页 |
| 4.4.1 微分交叉相乘（DCM） | 第120-121页 |
| 4.4.2 反正切算法（Arctangent） | 第121-123页 |
| 4.4.3 扰动信号相位解调实验 | 第123-129页 |
| 4.5 小结 | 第129-131页 |
| 第五章 扰动信号特征的提取与识别 | 第131-167页 |
| 5.1 引言 | 第131-132页 |
| 5.2 信号时域特征提取方法 | 第132-133页 |
| 5.3 信号频域特征提取方法 | 第133-139页 |
| 5.3.1 离散傅立叶变换DFT | 第133-134页 |
| 5.3.2 短时傅里叶变换STFT | 第134-135页 |
| 5.3.3 功率谱 | 第135-139页 |
| 5.4 基于小波包变换的信号时-频域特征提取方法 | 第139-143页 |
| 5.4.1 小波变换 | 第139-140页 |
| 5.4.2 小波包变换 | 第140-141页 |
| 5.4.3 小波包能量特征提取 | 第141-143页 |
| 5.4.4 小波包信息熵特征提取 | 第143页 |
| 5.5 基于MEEMD-Hilbert变换的信号时-频域特征提取方法 | 第143-155页 |
| 5.5.1 经验模式分解EMD | 第144-146页 |
| 5.5.2 希尔伯特变换（Hilbert Transform） | 第146-147页 |
| 5.5.3 Hilbert谱 | 第147-148页 |
| 5.5.4 Hilbert边际谱和Hilbert能量谱 | 第148页 |
| 5.5.5 MEEMD-Hilbert变换 | 第148-155页 |
| 5.6 室内扰动信号特征提取及分类 | 第155-165页 |
| 5.6.1 基于MEEMD-Hilbert变换的室内扰动信号特征提取 | 第155-157页 |
| 5.6.2 BP神经网络分类器的原理及处理流程 | 第157-162页 |
| 5.6.3 室内扰动信号的模式识别 | 第162-165页 |
| 5.7 小结 | 第165-167页 |
| 第六章 Φ-OTDR系统在地下综合管廊安防中的应用 | 第167-185页 |
| 6.1 引言 | 第167-169页 |
| 6.2 安防技术概况 | 第169-173页 |
| 6.3 Φ-OTDR系统在横琴综合管廊的具体实施 | 第173-184页 |
| 6.3.1 振动敏感光缆的选型及铺设 | 第174-177页 |
| 6.3.2 Φ-OTDR系统上位软件设计及机械封装 | 第177-181页 |
| 6.3.3 Φ-OTDR系统服务端地理信息管理系统设计 | 第181-184页 |
| 6.4 小结 | 第184-185页 |
| 第七章 总结与展望 | 第185-189页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第185-187页 |
| 7.2 研究的创新点 | 第187页 |
| 7.3 研究工作展望 | 第187-189页 |
| 参考文献 | 第189-199页 |
| 作者简介及科研成果 | 第199-203页 |
| 致谢 | 第203-204页 |
