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基于相位敏感型光时域反射(φ-OTDR)原理的分布式光纤振动传感系统利用光纤中背向瑞利散射光受振动信号调制的原理对光纤沿线的振动信号进行探测。由于光纤本身既是传输介质也是φ-OTDR系统的传感介质,因此它可以实现长距离分布式的振动传感,这在长距离轨道安全监测、长距离管道安全监测方面具有无可比拟的优势和广泛的应用前景。目前φ-OTDR系统的研究方向主要集中于对背向瑞利散射光的数字信号采集和相位信息解调与处理的算法研究,但实时数字信号的采集和处理需要高性能的采集板卡和计算设备。因此本文提出了一种基于模拟外差鉴相电路对φ-OTDR系统的背向瑞利散射光的相位信息进行解调的方法,其主要的工作内容和创新点集中在以下几点:首先,根据φ-OTDR理论结构搭建了模拟外差解调型φ-OTDR系统。在搭建过程中,主要对数据采集、光脉冲调制、耦合器分光比等一些系统参数进行了设计,使其达到各项探测性能的要求。随后对φ-OTDR系统中光功率和光源线宽对系统性能的影响进行了分析和验证,经过功率优化找到最佳的脉冲探测光功率,优化了系统的信噪比。在模拟外差鉴相部分,在AD8302模拟鉴相芯片的基础鉴相功能之上设计了双路AD8302参考鉴相电路,并进行了PCB板的设计与制作。经过实测,将鉴相范围由0°到180°扩展到了0°到360°,并且通过鉴相解调程序对鉴相特征曲线的非线性区域进行修正,大大的降低了AD8302的鉴相误差,鉴相特征曲线的鉴相最大误差由7°左右下降至1.1795°。随后,将鉴相电路模块加入了φ-OTDR系统进行了外差解调实验,并成功实现了对5.09km处的振源进行定位。通过模拟外差解调与数字外差解调方案的比较,模拟外差解调的解调精度低于数字外差解调的精度,这主要是因为外差型φ-OTDR系统的混频信号具有一定的边频带,且信号幅值受偏振衰落和相位衰落等因素的影响,其解调幅值存在一定的波动,这两种因素导致了AD8302模拟鉴相电路出现较大的误差。但是应当看到的是,通过模拟鉴相实现了对混频信号的模拟下变频处理,使得数据采样率由数字外差解调方案的1GSa/s降低到了模拟外差解调方案的10MSa/s,可以极大的降低外差式φ-OTDR系统的成本。最后,针对上述问题提出将AOM反馈控制和模拟方波鉴相技术引入φ-OTDR系统,以提高模拟鉴相的精度。