分布式光纤传感器(DOFS)是一种集耐高压、抗腐蚀、灵敏度高等优点于一身的传感器,能够进行长距离分布式的传感。随着传感技术的不断发展,人们已经不满足与传感信号的定性检测,而是更着眼于对传感信号的复原及定量。相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)是一种具有高灵敏度的分布式光纤传感器,在入侵、振动等检测方面具有卓越的能力。但传统的Φ-OTDR是基于幅度检测来对目标进行分析的,很难进行定量。而基于Φ-OTDR的相位解调系统能够对光纤外部传感信号造成的瑞利后向散射光相位变化进行解调,还原目标信号本身,能够对目标信号的强弱实现定量检测,因此具有广阔的应用前景。本文研究定量检测相位敏感光时域反射计的相位解调技术,包括基于外差探测、相位生成载波及3X3迈克尔逊干涉仪的Φ-OTDR相位解调系统,对各个系统的进行原理分析与实验,并对各个系统的结构成本、稳定性及解调性能进行对比。通过对比,本文选择了相对更稳定、成本较低、解调效果更好的基于3X3迈克尔逊干涉仪法的相位解调Φ-OTDR进行深入研究,提出了减少衰落影响解调结果的方法,并对系统空间分辨能力低的缺点进行了改进,提出了四路检测的相位解调系统,并对改进后的系统性能进行了验证。在5.15km的传感光纤上对信号进行还原与定量,检验了系统的可重复性及定量检测的线性度。本文提出的基于3X3迈克尔逊干涉仪法的四路检测相位解调方案能够对传感信号进行还原及定量,同时又保持了传统Φ-OTDR的空间分辨率。后续的主要工作集中在解调算法的改善与系统性能的提高等方面。