Φ-OTDR(相位敏感时域反射仪)分布式光纤传感器利用光纤作为传感介质,具有抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高、隐蔽性好、报警定位精确、数据处理相对简单等优点,适用对各种高危敏感地区安全的全天候监测。　　 本文综述了基于R-OTDR、P-OTDR、B-OTDR、Φ-TDR等技术的分布式光纤传感系统的研究现状以及应用情况,分析了它们的优缺点。阐述了研究Φ-OTDR的科学意义以及研究影响Φ-OTDR系统的各种因素的意义。　　 根据光纤中瑞利散射原理,使用光纤后向散射的一维脉冲响应模型对Φ-OTDR波形的锯齿形状进行理论描述,建立了Φ-OTDR的数学模型。　　 改变影响Φ-OTDR波形特性的各参量:光纤折射率nf、激光频率f、光纤损耗系数a以及激光脉宽w,并用软件程序进行理论模拟,将得到的一系列逐渐变化的波形,提取有意义的物理参量描述Φ-OTDR波形的变化规律,通过分析不同参数变化时的瑞利散射变化的波形,得到了各种参数影响Φ-OTDR波形的规律:随着光纤折射率增大,峰值漂移量增大,波形各峰值功率无明显变化,波形密度逐渐减小;随着激光频率的增大,波形漂移量逐渐减小,波形密度增大;随着脉宽的增大,波形漂移量逐渐减小,波形密度减小,峰值增大;随着光纤损耗系数的增大,波形峰值减小;波形漂移量不变,信噪比降低。　　 理论模拟了在探测光纤某处引入相位扰动或者偏振扰动信号所引起瑞利散射波形畸变特性。模拟结果表明:利用扰动前后波形相减即可精确定位相位扰动信号起始位置和范围;偏振微扰导致该位置以后所有的波形都发牛明显畸变,通过相邻波形相减只能确定偏振微扰开始的位置。研究表明相位OTDR可以实现对相位扰动的精确定位,对偏振微扰信号只能局限于扰动初始位置的定位。　　 构造了一个Φ-OTDR光纤传感系统,实验模拟了参数脉宽和相位、偏振微扰对瑞利散射波形特性的影响规律,进一步验证了理论模拟的结论。为减少不需要的振幅波动,对实验数据利用分组平均和相邻差分法进行处理,并对该方法进行了理论描述;利用每个因素的概率密度函数对Φ-OTDR波形中振幅波动的随机公式进行了推导,在理论上评估幅度波动,介绍了减少各因素影响的技术。