利用去卷积算法提升BOTDA传感器的空间分辨率
信号处理
2021-04-07 v1 光学
摘要
基于全变分去卷积算法，提出了一种利用长脉冲采集测量来提升布里渊光时域分析（BOTDA）系统空间分辨率的方法。通过仿真研究了布里渊增益时间包络的频率依赖性，并深入分析了其对去卷积算法复原结果的影响。为实现可靠的去卷积过程，采用差分脉冲宽度对（DPP）技术有效消除由时间包络频率依赖性引起的系统性BFS失真。如理论分析与实验验证，脉冲对宽度应大于40 ns。已证明所提方法可从已建立的长泵浦脉冲测量中灵活调节空间分辨率并提升信噪比（SNR）。实验中，利用去卷积算法从60/40 ns DPP信号测量中将空间分辨率提升至0.5 m和1 m且具备高测量精度。与相同空间分辨率的原始DPP结果相比，得益于全变分去卷积算法的去噪能力，0.5 m和1 m空间分辨率分别获得了9.2 dB和8.4 dB的SNR提升。还研究了采样率对复原结果的影响。该传感系统允许从传统长脉冲对DPP装置出发，实现无失真、更高空间分辨率和增强SNR的布里渊分布式传感。
引用
@article{arxiv.2009.08804,
title = {Improving the spatial resolution of a BOTDA sensor using deconvolution algorithm},
author = {Li Shen and Zhiyong Zhao and Can Zhao and Hao Wu and Chao Lu and Ming Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.08804},
year = {2021}
}