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基于压缩感知的BOTDA性能增强方法
被引量:
3
1
作者
尚秋峰
李雪丽
管帅
《半导体光电》
CAS
北大核心
2022年第4期672-676,共5页
为了提高布里渊光时域分析系统(BOTDA)在长距离监测应用中的实时性,提出了一种基于压缩感知的布里渊光时域系统实时性增强方法。该方法包含稀疏表示、随机采样和信号重构三个部分。首先采用K-均值奇异值分解算法获得布里渊增益谱的稀疏...
为了提高布里渊光时域分析系统(BOTDA)在长距离监测应用中的实时性,提出了一种基于压缩感知的布里渊光时域系统实时性增强方法。该方法包含稀疏表示、随机采样和信号重构三个部分。首先采用K-均值奇异值分解算法获得布里渊增益谱的稀疏表示,然后通过高斯随机采样和正交匹配追踪算法进行布里渊增益谱重构。为了验证所提方法的性能,仿真生成了不同信噪比水平的布里渊增益谱,搭建了45 km的布里渊光时域系统进行温度传感实验。仿真和实验结果表明:在累加平均次数为100时,所提算法将信噪比提升了6.37 dB,优于累加平均次数3000时的10.13 dB,对应测量时间减少了1/30;采用8 MHz步长数据重构布里渊增益谱,该方法的重构结果与4 MHz步长数据的相关系数为0.9992,对应扫频时间减少了一半。所提算法在保证测量精度的同时提升了测量实时性。
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关键词
光
纤传感
布里渊
光时域
分析
系统
布里渊
增益谱
压缩感知
K-均值奇异值分解
下载PDF
职称材料
基于拉曼放大和半导体光放大的BOTDA
被引量:
2
2
作者
饶云江
苌亮
+1 位作者
贾新鸿
张超
《电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期621-625,共5页
从理论上分析了基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA),通过建立与拉曼放大有关的泵浦光和信号光的耦合方程,对信号光波形进行了数值仿真。仿真结果表明,双端拉曼放大技术可有效地补偿传感信号的传输损耗,提高系统测量精度。搭建...
从理论上分析了基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA),通过建立与拉曼放大有关的泵浦光和信号光的耦合方程,对信号光波形进行了数值仿真。仿真结果表明,双端拉曼放大技术可有效地补偿传感信号的传输损耗,提高系统测量精度。搭建了基于拉曼放大和半导体光放大(SOA)相结合的BOTDA分布式光纤传感系统,实验结果与仿真结果吻合较好,针对49.6 km的传感距离,空间分辨率达到40 m,温度分辨率1℃。
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关键词
布里渊
光时域
分析
系统
布里渊
散射
非线性
光
学
拉曼放大
半导体
光
放大
下载PDF
职称材料
BOTDA系统中非本地效应影响的研究
被引量:
1
3
作者
尚秋峰
任文刚
+1 位作者
姚国珍
李永倩
《光通信技术》
北大核心
2015年第8期8-11,共4页
主要探索布里渊光时域分析(BOTDA)系统中非本地效应的产生机理和影响因素,并通过仿真光纤长度、探测光功率对光纤中非本地效应的具体影响,给出了影响非本地效应的因素对BOTDA系统产生的温度及应力变化误差的定量关系。从减小传感作用距...
主要探索布里渊光时域分析(BOTDA)系统中非本地效应的产生机理和影响因素,并通过仿真光纤长度、探测光功率对光纤中非本地效应的具体影响,给出了影响非本地效应的因素对BOTDA系统产生的温度及应力变化误差的定量关系。从减小传感作用距离和减小脉冲光损耗两方面总结分析了近年来解决非本地效应的主要方法及其局限性,并提出设想。
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关键词
布里渊
光时域
分析
系统
非本地效应
传感
光
纤
下载PDF
职称材料
光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统的影响
被引量:
4
4
作者
张超
饶云江
+3 位作者
贾新鸿
邓坤
苌亮
冉曾令
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第10期334-337,共4页
报道了光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA)的影响.实验表明,光脉冲编码能够在保证较高空间分辨率的同时减小布里渊频移的不确定性.实验实现了49.6km传感距离,在整段传感光纤上温度分辨率1℃,空间分辨率2.5m.本文实...
报道了光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA)的影响.实验表明,光脉冲编码能够在保证较高空间分辨率的同时减小布里渊频移的不确定性.实验实现了49.6km传感距离,在整段传感光纤上温度分辨率1℃,空间分辨率2.5m.本文实验测量并分析了系统的信噪比和光功率分布特性.
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关键词
分布式
光
纤传感
受激拉曼散射
布里渊
增益
布里渊
光时域
分析
系统
(BOTDA)
原文传递
瑞利BOTDA系统的2维提升小波降噪方法
被引量:
2
5
作者
刘薇
尚秋峰
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期346-350,共5页
为了解决基于瑞利散射的布里渊光时域分析系统(BOTDA)中传感信号受噪声干扰严重的问题,采用2维提升小波变换算法,将测量信号从1维空间转换到2维空间,进行阈值降噪处理。通过理论分析和实验验证,取得了传统小波与2维提升小波降噪数据。...
为了解决基于瑞利散射的布里渊光时域分析系统(BOTDA)中传感信号受噪声干扰严重的问题,采用2维提升小波变换算法,将测量信号从1维空间转换到2维空间,进行阈值降噪处理。通过理论分析和实验验证,取得了传统小波与2维提升小波降噪数据。结果表明,2维提升小波变换比传统小波变换信噪比提高约10dB,运算量减少了1/3;2维提升小波充分利用测量信号时间上的相关性,变换结构简单、运算速度快、降噪效果优于传统小波,适用于瑞利BOTDA系统降噪。该结果对光纤传感系统中信号降噪的研究有一定参考价值。
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关键词
光
纤
光
学
信噪比
2维提升小波
瑞利-
布里渊
光时域
分析
系统
下载PDF
职称材料
题名
基于压缩感知的BOTDA性能增强方法
被引量:
3
1
作者
尚秋峰
李雪丽
管帅
机构
华北电力大学电子与通信工程系
华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室
华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室
出处
《半导体光电》
CAS
北大核心
2022年第4期672-676,共5页
基金
国家自然科学基金项目(61775057)
河北省自然科学基金项目(E2019502179)。
文摘
为了提高布里渊光时域分析系统(BOTDA)在长距离监测应用中的实时性,提出了一种基于压缩感知的布里渊光时域系统实时性增强方法。该方法包含稀疏表示、随机采样和信号重构三个部分。首先采用K-均值奇异值分解算法获得布里渊增益谱的稀疏表示,然后通过高斯随机采样和正交匹配追踪算法进行布里渊增益谱重构。为了验证所提方法的性能,仿真生成了不同信噪比水平的布里渊增益谱,搭建了45 km的布里渊光时域系统进行温度传感实验。仿真和实验结果表明:在累加平均次数为100时,所提算法将信噪比提升了6.37 dB,优于累加平均次数3000时的10.13 dB,对应测量时间减少了1/30;采用8 MHz步长数据重构布里渊增益谱,该方法的重构结果与4 MHz步长数据的相关系数为0.9992,对应扫频时间减少了一半。所提算法在保证测量精度的同时提升了测量实时性。
关键词
光
纤传感
布里渊
光时域
分析
系统
布里渊
增益谱
压缩感知
K-均值奇异值分解
Keywords
optical fiber sensors
Brillouin optical-time domain analyzer
Brillouin gain spectrum
compressed sensing
K-means singular value decomposition
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
基于拉曼放大和半导体光放大的BOTDA
被引量:
2
2
作者
饶云江
苌亮
贾新鸿
张超
机构
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室
出处
《电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期621-625,共5页
基金
国家863项目(2007AA01Z245)
文摘
从理论上分析了基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA),通过建立与拉曼放大有关的泵浦光和信号光的耦合方程,对信号光波形进行了数值仿真。仿真结果表明,双端拉曼放大技术可有效地补偿传感信号的传输损耗,提高系统测量精度。搭建了基于拉曼放大和半导体光放大(SOA)相结合的BOTDA分布式光纤传感系统,实验结果与仿真结果吻合较好,针对49.6 km的传感距离,空间分辨率达到40 m,温度分辨率1℃。
关键词
布里渊
光时域
分析
系统
布里渊
散射
非线性
光
学
拉曼放大
半导体
光
放大
Keywords
BOTDA
Brillouin scattering
nonlinear optics
Raman amplification
semiconductor optical amplifiers
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
BOTDA系统中非本地效应影响的研究
被引量:
1
3
作者
尚秋峰
任文刚
姚国珍
李永倩
机构
华北电力大学电子与通信工程系
出处
《光通信技术》
北大核心
2015年第8期8-11,共4页
基金
河北省自然科学基金(F2014502098)资助
国家自然科学基金(61377088)资助
国家自然科学基金(51407074)资助
文摘
主要探索布里渊光时域分析(BOTDA)系统中非本地效应的产生机理和影响因素,并通过仿真光纤长度、探测光功率对光纤中非本地效应的具体影响,给出了影响非本地效应的因素对BOTDA系统产生的温度及应力变化误差的定量关系。从减小传感作用距离和减小脉冲光损耗两方面总结分析了近年来解决非本地效应的主要方法及其局限性,并提出设想。
关键词
布里渊
光时域
分析
系统
非本地效应
传感
光
纤
Keywords
BOTDA system, nonlocal effect, sensor fiber
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TM935.113 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统的影响
被引量:
4
4
作者
张超
饶云江
贾新鸿
邓坤
苌亮
冉曾令
机构
电子科技大学通信与信息工程学院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第10期334-337,共4页
基金
国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA01Z245)资助的课题~~
文摘
报道了光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA)的影响.实验表明,光脉冲编码能够在保证较高空间分辨率的同时减小布里渊频移的不确定性.实验实现了49.6km传感距离,在整段传感光纤上温度分辨率1℃,空间分辨率2.5m.本文实验测量并分析了系统的信噪比和光功率分布特性.
关键词
分布式
光
纤传感
受激拉曼散射
布里渊
增益
布里渊
光时域
分析
系统
(BOTDA)
Keywords
distributed optical fiber sensing
stimulated Raman scattering
Brillouin gain
Brillouin optical time domain analyzer(BOTDA)
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
TP212.14 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
瑞利BOTDA系统的2维提升小波降噪方法
被引量:
2
5
作者
刘薇
尚秋峰
机构
华北电力大学电子与通信工程系
出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期346-350,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(61377088)
河北省自然科学基金资助项目(F2014502098)
文摘
为了解决基于瑞利散射的布里渊光时域分析系统(BOTDA)中传感信号受噪声干扰严重的问题,采用2维提升小波变换算法,将测量信号从1维空间转换到2维空间,进行阈值降噪处理。通过理论分析和实验验证,取得了传统小波与2维提升小波降噪数据。结果表明,2维提升小波变换比传统小波变换信噪比提高约10dB,运算量减少了1/3;2维提升小波充分利用测量信号时间上的相关性,变换结构简单、运算速度快、降噪效果优于传统小波,适用于瑞利BOTDA系统降噪。该结果对光纤传感系统中信号降噪的研究有一定参考价值。
关键词
光
纤
光
学
信噪比
2维提升小波
瑞利-
布里渊
光时域
分析
系统
Keywords
fiber optics
signal-to-noise ratio
2-D lifting wavelet
Rayleigh-Brillouin optical time domain analysis system
分类号
TP212.9 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于压缩感知的BOTDA性能增强方法
尚秋峰
李雪丽
管帅
《半导体光电》
CAS
北大核心
2022
3
下载PDF
职称材料
2
基于拉曼放大和半导体光放大的BOTDA
饶云江
苌亮
贾新鸿
张超
《电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
2
下载PDF
职称材料
3
BOTDA系统中非本地效应影响的研究
尚秋峰
任文刚
姚国珍
李永倩
《光通信技术》
北大核心
2015
1
下载PDF
职称材料
4
光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统的影响
张超
饶云江
贾新鸿
邓坤
苌亮
冉曾令
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
4
原文传递
5
瑞利BOTDA系统的2维提升小波降噪方法
刘薇
尚秋峰
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
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职称材料
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