布拉格光纤光栅(FBG)具有良好的滤波特性、灵敏的温度和应变响应、抗电磁干扰、全光远距离测量、易于形成传感网络等优点,已在光纤通信、传感、和测量领域取得了应用。随着FBG制造和光纤传感技术的不断发展,FBG传感器及其系统在军事科研中将发挥重要作用。 本文面向行波管可靠性分析需求,以功率行波管管壳温度分布测试为目标,对FBG传感器的基本理论、技术及其应用进行了系统的研究。首先提出了基于FBG的功率行波管管壳温度分布测试系统方案,建立了FBG传感器光谱分析模型,分析了FBG传感器的温度传感机理,研究了各种噪声对温度传感系统的影响。在此基础上,重点开展了解调系统设计、解调系统噪声分析、滤波处理等方面的研究,提出了基于改进平均滤波器的噪声抑制算法和基于质心原理的中心波长计算算法,设计了该系统的硬件和软件。最后,研制了系统硬件模块,初步调试实现了解调系统信号处理、与上位机之间通信等功能,确定了中心波长。结果表明,即使加入5dB的噪声,质心法可将误差控制在0.6pm左右；当信噪比达到30dB时候,质心法测量的误差达到10-2pm量级,该法可显著提高检测系统的精度和抗干扰能力。