Een Chinees onderzoeksteam van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) van de Chinese Academy of Sciences (CAS) heeft een nieuwe methode ontwikkeld om de praktische prestaties van gedistribueerde vezelakoestiek (DAS) voor seismische detectie op zee te verbeteren. De resultaten werden gepubliceerd in de Journal of Lightwave Technology .

DAS heeft veel duidelijke voordelen, inclusief grote dekking, hoge ruimtelijke en temporele resolutie, en sterk aanpassingsvermogen aan de omgeving. Het wordt veel toegepast op vele gebieden, vooral bij seismische detectie op zee, oceaan akoestische monitoring, enz. Dankzij het unieke vermogen om grootschalige en synchrone detectiereeksen te vormen, DAS kan het gebrek aan bestaande detectietechnieken compenseren.

De belangrijkste uitdagingen zijn onvoldoende signaal-ruisverhouding (SNR) en betrouwbaarheid, de eerste is te wijten aan de in-pulsinterferentie van het DAS-detectieprincipe en de inhomogeniteit van de brekingsindex van de vezel, terwijl dit laatste voornamelijk wordt beperkt door de extreem zwakke Rayleigh-verstrooiingscoëfficiënt van de vezel. Deze problemen beperken de betrouwbaarheid van DAS in bestaande toepassingsgebieden in hoge mate en zijn niet goed voor DAS om op grote schaal te worden gebruikt bij het bewaken van zwakke signalen.

In dit onderzoek, de onderzoekers stelden een meerkanaals datafusiemethode voor op basis van gedistribueerd waarnemingsparadigma, die de inherente fysieke beperkingen van DAS doorbrak en de praktische prestatieverbetering realiseerde.

Sinds 2017, het team heeft achtereenvolgens DAS gerealiseerd en begiftigd met gedistribueerd stereotactisch en directioneel luistervermogen van positief en negatief associatief denken, gebaseerd op het unieke onderzoekswerk naar gedistribueerde intensieve detectiefuncties van DAS, diepgaande kennis en informatie over de locatie van de bron van mijnverstoring, en de interne verbinding van ruimtelijke correlatie met gedistribueerde waarnemingsgegevens.

Verwijzend naar het vorige werk, stelden ze een nieuw paradigma voor van gedistribueerde waarneming, en probeerde deze correlatie te gebruiken om de inherente fysieke beperkingen van DAS op te lossen en prestatie-upgrades en applicatie-implementatie te bereiken.

Volgens de onderzoekers is ontwikkeld op het idee van ruimtelijke diversiteit, de kanaalonafhankelijkheid van signaalfading en synthese met gelijke versterking werden gebruikt om het probleem van signaalfading op te lossen. En de SNR en gevoeligheid van het systeem werden verbeterd door meerkanaals beamforming te gebruiken met het idee van ruimtelijk hergebruik en kanaalonafhankelijkheid van systeemruis.

Als resultaat, het nieuwe paradigma van gedistribueerde detectie werd toegepast op DAS-technologie om signaalvervaging te onderdrukken en de gevoeligheid te verbeteren. Verwacht wordt dat het de problemen van slechte betrouwbaarheid en laag detectievermogen van zwakke signalen in praktische toepassingen zal oplossen en de grootschalige toepassing van DAS zal bevorderen, vooral bij seismische detectie op zee, oceaan akoestische monitoring, enzovoort.