基于改进奇异值分解法降噪的频分复用Φ-OTDR

针对采用频分复用（FDM）相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）技术监测高频声波信号时出现强噪声干扰问题，提出改进奇异值分解（SVD）抑制噪声的处理方法。构造Hankel奇异值矩阵，提取背景声纹特征，利用阈值法确定有效奇异值数量，准确划分高频信号的目标信号和噪声信号，实现噪声抑制。实验证明：频分复用方法提升相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）系统的频带范围为62.5 kHz，并利用改进奇异值分解法精确重构范围为0~3.5 kHz的非平稳声音信号，最终实现10 kV电力电缆的局部放电信号采集和噪声抑制，放电有效信号的波形相似度为0.963，均方根误差低至0.0099，信噪比增益达16.182 dB。本方法为频分复用Φ-OTDR系统实现高频声波信号监测提供一种新的解决思路。