小波阈值降噪提高ＢＯＴＤＲ测量精度研究

布里渊光时域反射仪（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer, BOTDR）通过单端探测 光纤中的自发布里渊散射来实现布里渊频移测量，存在信噪比较低的缺陷。为此，本文采用小波阈 值降噪对微波外差扫频 BOTDR 测量过程中的每条单频功率曲线进行噪声抑制，最终提高 BOTDR 测量精度。简述了小波阈值降噪原理，构建了基于微波外差扫频测量的 BOTDR 仿真模型，通过仿 真分析不同小波变换参数对测量精度的影响，确定了最佳小波阈值降噪方案。搭建了微波外差扫频 BOTDR 光路及电路实验装置进行温度测量实验，在 10km 传感光纤上对降噪算法进行了实验验证。 实验结果表明，相比于降噪前，降噪后传感光纤末端变温区布里渊频移测量波动极差从 5.8 MHz 降 低至 3.2 MHz，均方根误差由 1.2 MHz 降低至 0.16 MHz,测温精度由±2.545℃提升至±1.4℃。理论仿真和实验研究证明，采用小波阈值 降噪可提升 BOTDR 测量精度。