Algoritmo PGC de alto rendimiento para un sistema Φ-OTDR basado en la mezcla de múltiples portadores.

Área de la Ciencia:

• Ingeniería óptica Ingeniería óptica.
• Procesamiento de señales Procesamiento de señales.
• Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica Sensores de Fibra Óptica

Sus antecedentes:

• Los sistemas de detección de fibra distribuida, como el Φ-OTDR, enfrentan limitaciones de precisión debido a la profundidad de modulación, el retraso de la fase portadora y las perturbaciones de la intensidad del láser.
• Estas perturbaciones dificultan la detección de vibraciones de alta precisión en entornos complejos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un algoritmo de demodulación de cargador generado por fase (PGC) de alto rendimiento para la detección de fibra distribuida.
• Para superar las limitaciones de los algoritmos PGC convencionales mediante la supresión de las perturbaciones ambientales.

Principales métodos:

• Propuso un nuevo algoritmo de mezcla de múltiples portadores (PGC-MCM).
• Utilizó operaciones lógicas matemáticas entre señales portadoras mixtas y señales de interferencia para la reconstrucción de fase.
• Realizó experimentos para validar el rendimiento en diferentes condiciones de vibración.

Principales resultados:

• El algoritmo PGC-MCM reconstruye con precisión las señales de fase y suprime las perturbaciones.
• Se logró la recuperación de alta fidelidad de las señales de vibración con diferentes frecuencias y amplitudes.
• Demostró una excelente linealidad e inmunidad al ruido con THD de -66.32 dB, SINAD de 54.74 dB y tasa de error de amplitud de 0.46%.

Conclusiones:

• El algoritmo PGC-MCM ofrece una solución robusta para la detección de fibra óptica distribuida de alta precisión.
• El método propuesto mejora significativamente el rendimiento de detección de vibraciones en condiciones difíciles.
• Este avance tiene un gran potencial para aplicaciones prácticas que requieren una detección precisa de fibra óptica.