| 摘要 | 第3-6页 |
| ABSTRACT | 第6-9页 |
| 第一章 绪论 | 第14-40页 |
| 1.1 布里渊分布式光纤传感技术 | 第14-19页 |
| 1.1.1 布里渊分析型光纤传感技术(BOFDA、BOCDA、BOTDA) | 第14-16页 |
| 1.1.2 布里渊反射型光纤传感技术(BOFDR、BOCDR、BOTDR) | 第16-18页 |
| 1.1.3 BOTDR应用研究进展 | 第18-19页 |
| 1.2 BOTDR性能提升研究进展 | 第19-36页 |
| 1.2.1 BOTDR空间分辨率改善研究进展 | 第19-22页 |
| 1.2.2 BOTDR信噪比与测量精度提升研究进展 | 第22-28页 |
| 1.2.3 BOTDR测量速度提升研究进展 | 第28-31页 |
| 1.2.4 BOTDR性能提升研究进展总结 | 第31-36页 |
| 1.3 BOTDR性能提升及应用面临的问题 | 第36-37页 |
| 1.4 本论文主要研究内容 | 第37-40页 |
| 第二章 影响BOTDR性能提升的关键因素分析 | 第40-64页 |
| 2.1 BOTDR分布式光纤传感理论与方法 | 第40-46页 |
| 2.1.1 光纤中的自发布里渊散射效应 | 第40-42页 |
| 2.1.2 基于BOTDR的温度应变传感机理 | 第42-44页 |
| 2.1.3 两种常用的布里渊增益谱解调方法 | 第44-46页 |
| 2.2 BOTDR的空间分辨率影响因素研究 | 第46-49页 |
| 2.2.1 光域脉冲宽度对空间分辨率的影响 | 第47-48页 |
| 2.2.2 电域滤波带宽对空间分辨率的影响 | 第48-49页 |
| 2.3 BOTDR的布里渊散射谱宽影响因素研究 | 第49-54页 |
| 2.3.1 连续光线宽对布里渊散射谱宽的影响 | 第49-51页 |
| 2.3.2 探测脉冲宽度对布里渊散射谱宽的影响 | 第51-54页 |
| 2.4 BOTDR的信噪比影响因素研究 | 第54-62页 |
| 2.4.1 探测脉冲能量对信噪比的影响 | 第54-56页 |
| 2.4.2 探测脉冲消光比对信噪比的影响 | 第56-61页 |
| 2.4.3 脉冲编码增益对信噪比的影响 | 第61-62页 |
| 2.5 本章小结 | 第62-64页 |
| 第三章 基于光源线宽优化的FS-BOTDR测量精度改善研究 | 第64-82页 |
| 3.1 光源线宽对FS-BOTDR测量精度影响理论分析 | 第64-70页 |
| 3.1.1 FS-BOTDR的 BGS特性仿真研究 | 第64-68页 |
| 3.1.2 光源线宽与BFS精度关系仿真研究 | 第68-70页 |
| 3.2 激光器线宽测量与FS-BOTDR实验方案 | 第70-77页 |
| 3.2.1 激光器线宽测量实验方案与测量结果 | 第70-74页 |
| 3.2.2 FS-BOTDR方案设计与实验验证 | 第74-77页 |
| 3.3 不同线宽下FS-BOTDR实验结果分析 | 第77-80页 |
| 3.3.1 不同线宽下的BGS谱宽测量结果分析 | 第77-79页 |
| 3.3.2 不同线宽下的BFS测量精度分析 | 第79-80页 |
| 3.4 本章小结 | 第80-82页 |
| 第四章 基于增益开关调制的FS-BOTDR性能提升研究 | 第82-102页 |
| 4.1 基于增益开关的光脉冲消光比提升研究 | 第82-85页 |
| 4.1.1 增益开关高消光比脉冲调制机理分析 | 第82-84页 |
| 4.1.2 增益开关产生高消光比脉冲实验研究 | 第84-85页 |
| 4.2 基于增益开关的FS-BOTDR信噪比提升实验研究 | 第85-90页 |
| 4.2.1 基于增益开关的BFS测量精度提升实验 | 第85-89页 |
| 4.2.2 基于增益开关的有效传感距离提升实验 | 第89-90页 |
| 4.3 基于增益开关的FS-BOTDR测量稳定性提升实验研究 | 第90-94页 |
| 4.3.1 基于增益开关的脉冲消光比稳定性提升实验 | 第90-93页 |
| 4.3.2 基于增益开关的BFS测量稳定性提升实验 | 第93-94页 |
| 4.4 面向长距离BOTDR的探测脉冲功率优化研究 | 第94-100页 |
| 4.4.1 长距离BOTDR中的光学非线性效应分析 | 第94-95页 |
| 4.4.2 不同峰值功率下后向散射光谱和透射谱分析 | 第95-97页 |
| 4.4.3 不同峰值功率下光纤末端信噪比分析 | 第97-98页 |
| 4.4.4 不同峰值功率下BFS测量精度分析 | 第98-100页 |
| 4.5 本章小结 | 第100-102页 |
| 第五章 基于随机序列编码的FS-BOTDR信噪比提升研究 | 第102-116页 |
| 5.1 随机序列编码FS-BOTDR理论分析 | 第102-106页 |
| 5.1.1 随机序列编码时域特征分析 | 第102-103页 |
| 5.1.2 随机序列编码FS-BOTDR解码理论分析 | 第103-105页 |
| 5.1.3 随机序列FS-BOTDR的编码增益分析 | 第105-106页 |
| 5.2 随机序列编码FS-BOTDR仿真研究 | 第106-111页 |
| 5.2.1 面向单频时序曲线的FS-BOTDR解码仿真研究 | 第106-109页 |
| 5.2.2 面向3D-BGS的 FS-BOTDR解码仿真研究 | 第109-111页 |
| 5.3 随机序列编码FS-BOTDR实验研究 | 第111-115页 |
| 5.3.1 随机序列编码FS-BOTDR实验方案设计 | 第111-112页 |
| 5.3.2 随机序列自相关特性实验结果分析 | 第112-113页 |
| 5.3.3 随机序列编码FS-BOTDR解码实验结果分析 | 第113-115页 |
| 5.4 本章小结 | 第115-116页 |
| 第六章 BOTDR测量速度优化方法与系统集成实验 | 第116-138页 |
| 6.1 面向FS-BOTDR的信号包络实时提取方案设计 | 第116-125页 |
| 6.1.1 FS-BOTDR系统信号流特征分析 | 第116-118页 |
| 6.1.2 基于快速对数检波的时域包络实时提取方案 | 第118-120页 |
| 6.1.3 对数检波包络提取方案性能参数优化 | 第120-125页 |
| 6.2 面向STFT-BOTDR的快速实现及性能优化 | 第125-132页 |
| 6.2.1 STFT-BOTDR的数字滤波器优化分析 | 第125-127页 |
| 6.2.2 STFT-BOTDR的窗函数优化分析 | 第127-129页 |
| 6.2.3 STFT-BOTDR的快速BGS解调实现方案 | 第129-132页 |
| 6.3 FS-BOTDR样机集成与性能测试 | 第132-137页 |
| 6.3.1 FS-BOTDR样机集成设计方案 | 第132-135页 |
| 6.3.2 基于便携式FS-BOTDR的温度传感实验 | 第135-136页 |
| 6.3.3 基于便携式FS-BOTDR的应变传感实验 | 第136-137页 |
| 6.4 本章小结 | 第137-138页 |
| 第七章 总结和展望 | 第138-142页 |
| 7.1 本文工作总结 | 第138-139页 |
| 7.2 未来工作展望 | 第139-142页 |
| 参考文献 | 第142-158页 |
| 图索引 | 第158-162页 |
| 表索引 | 第162-164页 |
| 致谢 | 第164-166页 |
| 攻读博士期间取得的科研成果及项目经历 | 第166-169页 |
