本文關(guān)鍵詞：水表面聲波的激光干涉探測(cè)信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,水下目標(biāo)可以向越來(lái)越深的海底活動(dòng),而且運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越快,隱蔽性能越來(lái)越好,對(duì)潛艇等水下目標(biāo)的噪聲信息的捕捉與識(shí)別難度也越來(lái)越大,傳統(tǒng)的聲吶技術(shù)已經(jīng)很難滿足目標(biāo)探測(cè)的要求。將激光干涉技術(shù)應(yīng)用到水表面聲波的探測(cè)中,對(duì)探測(cè)到的激光干涉信號(hào)解調(diào),快速的還原出水下目標(biāo)的相關(guān)信息,能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)潛艇等水下軍事目標(biāo)的精準(zhǔn)的探測(cè)、識(shí)別和定位,同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)在海洋資源的探測(cè)開(kāi)發(fā)和利用中也有重要作用。本課題基于激光干涉原理,將激光干涉技術(shù)應(yīng)用到水表面聲波的探測(cè)中,利用3×3耦合器法以及微分交叉相乘(DCM)技術(shù),研制了基于DSP的水表面聲波激光干涉探測(cè)信號(hào)的解調(diào)系統(tǒng),快速實(shí)時(shí)地對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)還原出水下目標(biāo)的相關(guān)信息,研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分:對(duì)激光干涉法探測(cè)由水下聲源振動(dòng)引起的水表面聲波以及探測(cè)中相位調(diào)制的原理進(jìn)行了研究,分析了激光干涉探測(cè)水表面聲波信號(hào)解調(diào)方法中譜分析法的不足,提出了相位解調(diào)方案,將3×3耦合器法應(yīng)用到水表面聲波干涉探測(cè)信號(hào)的解調(diào)中。深入研究了3×3耦合器法的解調(diào)原理,給出了從耦合器輸出的光信號(hào)中解調(diào)出水表面聲波信號(hào)的解調(diào)算法,確定以DCM方法為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多普勒探測(cè)信號(hào)相位解調(diào)算法的研制。對(duì)激光多普勒探測(cè)光路進(jìn)行了設(shè)計(jì),搭建了一套基于聲光耦合的干涉型全光纖探測(cè)光路。設(shè)計(jì)了硬件解調(diào)電路的各個(gè)電路模塊,對(duì)相關(guān)算法模塊的編程思路進(jìn)行了梳理,在此基礎(chǔ)上編制了以DCM相位解調(diào)算法為核心的DSP解調(diào)程序。利用設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)對(duì)由水下聲源的振動(dòng)引起的水表面聲波進(jìn)行解調(diào)實(shí)驗(yàn),并對(duì)解調(diào)結(jié)果進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)各個(gè)頻率水表面聲波信號(hào)進(jìn)行3次測(cè)量,頻率的最大相對(duì)誤差的絕對(duì)值為0.67%。在聲壓不變的條件下,解調(diào)得到的水表面聲波信號(hào)的頻率與振幅之間的變化趨勢(shì)與理論分析一致。初步驗(yàn)證了利用該解調(diào)系統(tǒng)實(shí)時(shí)還原出水表面聲波信息的可行性。
【關(guān)鍵詞】：水表面聲波 干涉探測(cè) 解調(diào) 3×3耦合器 微分交叉相乘
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.3;TN249
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題研究的目的和意義9
• 1.2 水表面聲波探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 激光斜率掃描探測(cè)技術(shù)10-11
• 1.2.2 激光透射成像探測(cè)技術(shù)11-12
• 1.2.3 激光衍射探測(cè)技術(shù)12-14
• 1.2.4 激光干涉探測(cè)技術(shù)14-15
• 1.3 Mach-Zehnder干涉信號(hào)解調(diào)方法15-23
• 1.3.1 定向耦合器解調(diào)法16-17
• 1.3.2 相位生成載波解調(diào)法17-20
• 1.3.3 主動(dòng)零差解調(diào)法20-22
• 1.3.4 經(jīng)典外差解調(diào)法22-23
• 1.4 課題的主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 第2章 水表面聲波干涉探測(cè)信號(hào)解調(diào)的基本原理25-34
• 2.1 引言25
• 2.2 水表面聲波的產(chǎn)生機(jī)理25
• 2.3 水表面聲波的激光干涉探測(cè)原理25-27
• 2.4 干涉信號(hào)相位調(diào)制機(jī)理27-28
• 2.5 水表面聲波干涉探測(cè)信號(hào)的解調(diào)方法28-32
• 2.5.1 譜分析法28-32
• 2.5.2 相位解調(diào)法32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第3章 水表面聲波干涉探測(cè)信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)34-60
• 3.1 引言34-35
• 3.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案35
• 3.3 水下聲信號(hào)產(chǎn)生部分的設(shè)計(jì)35-36
• 3.4 實(shí)驗(yàn)光路的設(shè)計(jì)36-42
• 3.4.1 器件的選擇36-39
• 3.4.2 光路設(shè)計(jì)39-42
• 3.5 信號(hào)處理模塊的設(shè)計(jì)42-59
• 3.5.1 干涉信號(hào)解調(diào)的數(shù)學(xué)模型42-46
• 3.5.2 DCM與反正切解調(diào)法的對(duì)比46-51
• 3.5.3 解調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)解調(diào)范圍上限研究51-55
• 3.5.4 解調(diào)系統(tǒng)的群延遲特性研究55-57
• 3.5.5 解調(diào)系統(tǒng)的高通濾波器研究57-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第4章 解調(diào)算法的DSP實(shí)現(xiàn)60-67
• 4.1 引言60
• 4.2 硬件電路設(shè)計(jì)60-64
• 4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)60-62
• 4.2.2 DSP模塊設(shè)計(jì)62-64
• 4.3 軟件設(shè)計(jì)64-66
• 4.3.1 軟件流程設(shè)計(jì)64
• 4.3.2 微分器設(shè)計(jì)64-65
• 4.3.3 積分器設(shè)計(jì)65
• 4.3.4 高通濾波器設(shè)計(jì)65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第5章 解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析67-77
• 5.1 引言67
• 5.2 水表面聲波干涉探測(cè)信號(hào)解調(diào)實(shí)驗(yàn)67-70
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析70-76
• 5.3.1 水表面聲波解調(diào)信號(hào)頻率的分析70-75
• 5.3.2 水表面聲波解調(diào)信號(hào)幅值的分析75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 致謝84

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王燕;方爾正;;激光探測(cè)水下聲信號(hào)方法原理與對(duì)比研究[A];第十二屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2009年

  本文關(guān)鍵詞：水表面聲波的激光干涉探測(cè)信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：345937