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超强激光科学卓越创新简报

(第一百四十三期)

2020年11月3日

上海光机所提出基于分布式定向相干增强实现多源干扰抑制的DAS探测新方案

　　近日，中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室，提出一种基于分布式定向相干增强实现多源干扰抑制的DAS探测新方案，相关研究成果于10月7日在线发表于《光学快报》(Optics Letters)。

　　分布式声波光纤传感技术（DAS）具有传感范围大、时空精度高、环境适应性强等优势，在多个领域得到了广泛应用。目前，受限于其物理机理，DAS传感中邻近多源信号相互混叠，难以单独探测。一方面，微弱的目标信号可能会被强的宽带环境噪声所掩盖；另一方面，多个目标信号难以单独探测。解决多源干扰难题，实现多信源的单独探测，有利于提升DAS的探测识别能力和抗干扰能力，推动DAS的大规模应用进程。

　　研究团队提出一种基于分布式定向相干增强实现多源干扰抑制的DAS探测新方案。利用DAS独有的空间连续感知特性，结合阵列处理思想，充分挖掘时空密集探测数据的空间相关性，实现分布式定向相干增强，对特定来向的目标信号进行增强或抑制，从而达到多源干扰抑制的目的。实验发现，在强宽带噪声与微弱单频信号共同存在的情况下，利用这一技术可以有效提取出目标信号；利用DAS的同一组传感信道，该技术也可以实现两个邻近同频目标源的单独探测。该成果将阵列处理思想成功应用于DAS技术，实现了分布式定向侦听，有望解决多源信号混叠引起的识别率低、可靠性弱等问题，推动DAS广泛应用的大规模落地。

　　相关研究得到了国家科技部重点研发项目、国家自然科学基金、中科院战略先导、以及上海市自然科学基金的支持。（中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室供稿）

　　原文链接

同频信源探测的实验结果。(a)DAS探测数据；针对不同来向的信号增强结果：(b)目标1；(c)目标2.(d)、(e)、(f)分别为前三结果的语谱图。

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