本文關(guān)鍵詞：微波調(diào)制激光技術(shù)用于多普勒測(cè)量的研究

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【摘要】：激光多普勒測(cè)量技術(shù)以其非接觸式測(cè)量、響應(yīng)速度快、空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和大氣風(fēng)速探測(cè)等領(lǐng)域。本文研發(fā)了一種利用微波調(diào)制激光技術(shù)測(cè)量多普勒的新技術(shù)。該技術(shù)利用激光作為載波,微波作為模擬調(diào)制信號(hào)對(duì)激光信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制,光電探測(cè)器對(duì)信號(hào)光強(qiáng)度進(jìn)行直接探測(cè)。通過檢測(cè)微波調(diào)制信號(hào)的多普勒頻移,來實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量。與傳統(tǒng)激光外差技術(shù)相比,微波調(diào)制激光測(cè)速技術(shù)由于不需要直接鑒別激光的多普勒頻移,所以消除了激光器窄線寬和高的頻率穩(wěn)定度的硬性要求;同時(shí),在1.772GHz的微波頻率調(diào)制條件下,1m/s的速度對(duì)應(yīng)的多普勒頻移為5.9Hz,1000m/s的速度對(duì)應(yīng)的多普勒頻移為5.9kHz,該技術(shù)易于測(cè)量高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一套利用微波調(diào)制激光技術(shù)測(cè)速的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為微波調(diào)制激光信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)與接收系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開展了基于滑軌的微波調(diào)制激光技術(shù)用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)速范圍為0.1m/s~0.21m/s,利用平均運(yùn)動(dòng)速度作為第三方數(shù)據(jù),與多普勒測(cè)速數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,兩組速度數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差小于1.1%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果從原理上驗(yàn)證了微波調(diào)制激光技術(shù)用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：微波調(diào)制激光技術(shù) 多普勒頻移 速度測(cè)量 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN24
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究目的及主要研究?jī)?nèi)容11-13
• 第二章 微波調(diào)制激光技術(shù)多普勒測(cè)量的原理13-25
• 2.1 波的多普勒效應(yīng)13-16
• 2.2 激光外差測(cè)速技術(shù)16-19
• 2.3 微波調(diào)制激光測(cè)速技術(shù)19-23
• 2.4 兩種測(cè)速技術(shù)的比較23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 微波調(diào)制激光技術(shù)測(cè)速實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制25-41
• 3.1 微波調(diào)制激光信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)26-34
• 3.1.1 DFB半導(dǎo)體激光器27-30
• 3.1.2 MZ電光調(diào)制器30-32
• 3.1.3 偏壓控制器32-34
• 3.2 微波調(diào)制激光信號(hào)接收系統(tǒng)34-38
• 3.2.1 光電探測(cè)器34-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝箱及測(cè)試38-39
• 3.4 其他光學(xué)元器件的技術(shù)指標(biāo)39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 微波調(diào)制激光技術(shù)測(cè)速實(shí)驗(yàn)41-55
• 4.1 基于滑軌測(cè)量相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)41-49
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置搭建與實(shí)驗(yàn)過程介紹42-43
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與比較43-48
• 4.1.3 誤差分析48-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)49-53
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置搭建與過程介紹49-50
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與比較50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-57
• 致謝57-59
• 碩士期間完成的學(xué)術(shù)論文59-61
• 參考文獻(xiàn)61-62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1122822