布里渊光时域反射(BOTDR)技术将光时域反射和自发布里渊散射效应融合起来进行传感测量，结构简单。在民用设施、环境监测、航空航天工业、电力监控和岩土工程等方面都有巨大应用潜力。本论文结合实验室进行的国家973项目子课进行光纤中微弱布里渊散射信号的检测技术研究。基于光相干检测的原理设计了一种新型BOTDR系统，旨在解决现有技术中布里渊散射光信号弱，技术复杂、成本高的问题，为研制新型的布里渊传感器奠定基础。本论文的主要研究内容和创新点包括：（1）分析了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术研究背景、意义及发展状况；着重论述了BOTDR技术研究现状；分析了光纤中布里渊散射谱特性和传感机理，建立布里渊散射与温度和应变的对应关系，为BOTDR系统的研发奠定基础。（2）建立基于快速傅里叶变换(FFT)频谱分析技术的BOTDR仿真系统，并利用Matlab进行传感信号FFT仿真。研究多次累加平均提高信噪比的方法，分析采样率、FFT点数、累加平均次数等因素对频率解调精度的影响。（3）搭建相干检测的BOTDR系统并进行光路测试，通过在参考光路引入单波长布里渊环形激光器，与背向自发布里渊散射信号相干，将11GHz的高频布里渊传感信号移到200MHz以内，并分析了系统的性能指标。（4）利用LabVIEW开发平台编程实现相干检测信号的采集及FFT实时频谱分析，并通过多次累加提高信噪比。对25Km传感光纤上的BOTDR相干信号频率解调结果进行了分析，并讨论了系统中存在的主要问题。