相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）具有良好的工作性能,被广泛地应用于入侵检测等场合。它具有高分辨率和高灵敏度的特点,能够实现快速响应和全分布式传感。传统的Φ-OTDR系统中,光纤长度变化量和探测光强之间不存在定量的表达式,因此该系统无法对振动信号进行定量分析。我们在之前的研究中,已经提出了对这个问题的解决办法,即在传感光纤中均匀放置弱反射率的光纤光栅（UWFBG）。通过分析相邻光纤光栅反射光的干涉信号,结合激光扫频和相位展开算法,该方案能够得到定量的光纤长度变化量。但是这种基于UWFBG阵列的Φ-OTDR系统存在两个问题。一是UWFBG的反射率远远高于普通的光纤损耗,UWFBG阵列的引入会加快光纤中的光强衰落。如果UWFBG阵列分布太密集,光纤传输损耗会变得严重,从而系统传感范围受到限制。该系统的空间分辨率等同于UWFBG的分布间隔,这意味着空间分辨率与传感范围之间存在矛盾。二是该系统为了分析相邻UWFBG之间的光纤长度变化量,需要让相邻UWFBG的反射信号相互干涉。系统中使用能够覆盖连续三个UWFBG的宽脉冲来产生干涉。脉冲越宽,相干瑞利噪声就越大,从而信噪比受到影响。为了维持足够的信噪比,UWFBG的反射强度需要相应提高。而这会加快光纤中的光强损耗,从而限制系统的传感范围。为了解决上述两个问题,本文提出了基于UWFBG阵列的增强型Φ-OTDR系统。针对第一个问题,我们将传统的Φ-OTDR系统和基于UWFBG阵列的Φ-OTDR系统进行融合,利用前者实现高空间分辨率,利用后者实现定量分析。我们引入时分复用技术,利用窄脉冲进行高空间分辨率探测,使用宽脉冲进行定量分析。对于上述第二个问题,我们提出了用窄脉冲代替宽脉冲的方案。将基于UWFBG阵列的Φ-OTDR系统和MZ干涉仪进行结合,通过MZ干涉仪对散射和反射光进行处理。通过调整干涉仪两臂的光程差,使得干涉仪两臂光信号中相邻UWFBG的反射光发生重叠,从而实现对于光纤长度变化的定量分析。通过实验,我们证明了基于UWFBG阵列的增强型Φ-OTDR系统能够解决上述的两个问题,从而扩展Φ-OTDR系统的应用。首先,在不牺牲传感范围的前提下,该系统同时实现了定量测量和高空间分辨率。UWFBG分布间距为50m,传统的基于UWFBG阵列的Φ-OTDR系统能够实现50m的空间分辨率,而增强型系统的空间分辨率达到4m,可见空间分辨率提高了十多倍。其次,该系统增大了基于UWFBG阵列的Φ-OTDR系统的传感范围。我们成功利用50ns的脉冲实现相邻UWFBG反射信号的重叠,从而对振动信息进行定量探测。相比而言,传统的基于UWFBG阵列的Φ-OTDR系统需要使用大于500ns的脉冲,可见增强型系统让脉冲宽度减小了十多倍。