激光相干探測技術(shù)自上世紀(jì)70年代出現(xiàn)后,因其具有高精度、非接觸以及抗干擾等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)較直接探測具有更好的靈敏度和信噪比,因而廣泛用于微弱振動(dòng)信號的檢測,主要包括表面粗糙度測量、MEMS檢測、偽裝目標(biāo)識別、激光語音偵聽等領(lǐng)域。激光相干探測信號處理技術(shù)也經(jīng)歷了從傳統(tǒng)模擬解調(diào)方式到數(shù)字解調(diào)方式的轉(zhuǎn)變。由于國內(nèi)在相干探測作用距離、探測精度方面仍處于落后狀態(tài),信號處理技術(shù)方面也存在較大進(jìn)步空間。因此,開展激光相干測振信號處理技術(shù)方面的研究具有重要意義。為實(shí)現(xiàn)激光相干探測系統(tǒng)對微振動(dòng)信號的高精度實(shí)時(shí)測量,本文在充分調(diào)研相關(guān)研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過理論分析、數(shù)值仿真以及實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方式對激光相干測振信號處理技術(shù)展開了深入研究。當(dāng)目標(biāo)物為對單頻振動(dòng)目標(biāo)時(shí),基于模擬解調(diào)的激光相干探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了探測距離為35米、最小可探測位移為100nm的精度;基于數(shù)字解調(diào)的激光相干探測系統(tǒng)在100米探測距離下實(shí)現(xiàn)了最小可分辨位移為8nm的探測精度,并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜語音振動(dòng)信號的實(shí)時(shí)輸出。文章的主要研究內(nèi)容如下:（1）系統(tǒng)地介紹了激光相干探測基本理論、PGC解調(diào)技術(shù)以及激光線寬理論,對比分析了理想環(huán)境下和噪聲環(huán)境下微分交叉... 

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光相干測振技術(shù)的應(yīng)用
        1.2.2 激光相干測振信號處理技術(shù)研究進(jìn)展
    1.3 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 相干探測理論基礎(chǔ)
    2.1 激光相干基本理論
        2.1.1 激光多普勒技術(shù)
        2.1.2 光學(xué)探測方式
    2.2 相位生成載波技術(shù)
        2.2.1 微分交叉相乘算法
        2.2.2 反正切算法
        2.2.3 兩種算法的數(shù)值仿真及對比分析
    2.3 激光線寬對光電流功率譜的影響
        2.3.1 激光線寬基本理論
        2.3.2 數(shù)值仿真
    2.4 相干探測系統(tǒng)最小可探測位移影響因素
        2.4.1 聲光調(diào)制器
        2.4.2 目標(biāo)物表面粗糙度
    2.5 相干探測系統(tǒng)最小可探測位移模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 模擬解調(diào)信號處理技術(shù)
    3.1 模擬解調(diào)實(shí)現(xiàn)方案
    3.2 模擬正交解調(diào)信號處理電路
        3.2.1 正交信號的產(chǎn)生
        3.2.2 電壓控制增益模塊
        3.2.3 模擬濾波器設(shè)計(jì)
        3.2.4 電源模塊
        3.2.5 模擬解調(diào)電路PCB板
    3.3 本振信號虛假抑制比
    3.4 本章小結(jié)
第4章 數(shù)字解調(diào)信號處理技術(shù)
    4.1 數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)概述
        4.1.1 數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)的AD采樣過程
        4.1.2 正交變換原理
    4.2 正交混頻低通濾波法
    4.3 數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)仿真
        4.3.1 數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)方案
        4.3.2 數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)Simulink模型
        4.3.3 Simulink仿真分析
    4.4 數(shù)字解調(diào)算法及電路
        4.4.1 CORDIC解調(diào)算法
        4.4.2 中頻載波的頻率鎖定
        4.4.3 數(shù)字解調(diào)電路
    4.5 本章小結(jié)
第5章 激光相干微振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)
    5.1 激光相干微振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)裝置
        5.1.1 目標(biāo)物的選取
        5.1.2 模擬解調(diào)方式
        5.1.3 數(shù)字解調(diào)方式
    5.2模擬解調(diào)系統(tǒng)微振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 單頻振動(dòng)目標(biāo)
        5.2.2 復(fù)雜振動(dòng)目標(biāo)
    5.3數(shù)字解調(diào)系統(tǒng)微振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 單頻振動(dòng)目標(biāo)
        5.3.2 復(fù)雜振動(dòng)目標(biāo)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3711812