相位敏感型光时域反射计（Phase sensitive optical time domain reflectometry,简称φ-OTDR）利用光纤中后向瑞利散射光进行振动传感,具有传感距离长、多点同时探测、抗电磁干扰等优点,在长距离周界安防、管道安全预警、输电线路安全监测等领域有着广阔的应用前景。在多种实现长距离φ-OTDR传感的技术手段中,相干探测利用本振光对散射信号放大作用来提高传感距离,具有信噪比高的优势。但这种方法需要采用数字解调的方法进行高速信号解调,高性能数字解调设备增加了系统成本。本文提出采用包络检波电路来解调外差相干φ-OTDR系统的强度信息,这在保证长距离实时振动传感的同时,能有效降低系统成本。论文主要工作如下:（1）在着重介绍φ-OTDR振动传感系统在长距离管道安全检测、输电线路健康状态监测、周界安防等领域的应用基础和传感原理的基础上,通过理论分析外差探测和直接探测的基本原理,深入分析后向瑞利散射信号功率谱密度和其对包络检波电路滤波参数的影响。借助具有更高动态范围和信噪比优势的外差探测方法,再结合包络检波电路来实时解调外差信号满足φ-OTDR振动传感系统长距离、低成本和实时性的要求。（2）在理论分析散射信号带宽与包络检波低通滤波器参数之间关系的基础上,测试了包络检波滤波器参数对包络输出波形的影响,验证了检波电路在频域上将信号从载频到基带的搬运。利用包络检波电路搭建了φ-OTDR振动探测实验平台,通过对直接探测与包络检波外差探测的对比实验表明,本文提出的包络检波方法在不同脉宽下的信噪比都高于直接探测。进一步将包络检波外差探测应用于采用拉曼放大技术的长距离φ-OTDR振动传感系统,实验结果表明包络检波方法比直接探测方法信噪比提升10d B。（3）利用包络检波φ-OTDR振动传感系统进行了入侵检测实验,验证了传感系统对入侵事件的实时探测定位能力。采集了实验场地的人员入侵、敲击和汽车行驶三种类别的信号,根据扰动信号的特性,采用短时傅里叶变换对振动信号作时频特征提取;利用主成分分析方法实现时频特征图的降维;通过最近邻（KNN）算法作三种扰动事件的分类识别,平均识别率达到90%。