非均匀频率复用传感系统

测距延伸响应拓宽

该系统通过非均匀频分复用扩展了分布式声学传感的振动频率响应范围，同时保持了高空间分辨率。

Zhengyang, Li · 张阳安 · Yuan, Xueguang · Xiao, Zhenyu · Yuan, Zhang · 黄永清

Sensors 2023

具体参数

频率复用数

{'zh': '8', 'en': '8'}

空间分辨率

{'zh': '5', 'en': '5'} m

频率响应范围

{'zh': '1 to 20', 'en': '1 to 20'} kHz

传感距离

{'zh': '16.3', 'en': '16.3'} km

技术优势

带宽需求低

系统在120 MHz带宽内复用8个频率，相比传统均匀复用方案显著节省频谱资源，降低对高速采集硬件的要求。

串扰低且旁瓣抑制好

非线性调频技术有效降低不同频率通道间的串扰，同时增强旁瓣抑制能力，从而在保持信噪比的前提下提升测量可靠性。

硬件成本降低

通过优化频谱利用，系统无需昂贵的高带宽设备即可实现长距离、高分辨率传感，更适用于实际工程应用。

应用场景

• 分布式光纤传感：可在16.3 km光纤上实现约5 m空间分辨率的声学监测，用于长距离管道、周界安防等场景。
• 光纤声学传感：将振动频率响应扩展到1–20 kHz，覆盖更丰富的声学信号，提升事件识别能力。
• 长距离监测：16.3 km传感距离减少中继设备数量，降低系统部署成本。