【摘要】：傳統(tǒng)的弱光信號檢測都是基于光電效應(yīng),其主要是利用探測設(shè)備和探測技術(shù)的有機聯(lián)合。整個過程的第一步是將探測器采集到的信號通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電信號,模擬電信號包含著峰值、相位、周期等重要參數(shù),然后將電信號做放大或者是提升其信噪比等處理,最后再次通過光電轉(zhuǎn)換將模擬電信號轉(zhuǎn)換成光信號,實現(xiàn)光學(xué)識別。常見的光電檢測裝置,噪聲的來源成分復(fù)雜,有信號光散射的乘性噪聲,非目標光源的加性噪聲,以及信號光通過系統(tǒng)時發(fā)生畸變產(chǎn)生的乘性噪聲等。對于這些噪聲的處理方式,一般采取調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu),減少背景光干擾,在系統(tǒng)中加入濾波裝置等等方式,這些方式對于來源于非同源的噪聲能起到一定的作用,但是當噪聲來源于信號本身且噪聲強度很強的時候,起到的作用十分有限。所以,為了能夠提取被強同頻噪聲湮沒的信號,需要研究一種新型、有效的檢測方式。人們關(guān)于噪聲的傳統(tǒng)看法是有害信號,降低系統(tǒng)的傳輸性能,減少噪聲被認為是提高系統(tǒng)工作效率的有效途徑,然而,在某些參數(shù)特定的非線性系統(tǒng)中,噪聲所起的作用比我們想像中的更為復(fù)雜:噪聲強度的增加,會不可避免的使得非線性系統(tǒng)和待測光信號都受到噪聲的影響,但是,當噪聲的強度達到某個閾值的時候,在噪聲和特定非線性系統(tǒng)的作用下,噪聲的能量會向信號轉(zhuǎn)移從而增加信號的強度。我們將這種通過噪聲作用于非線性系統(tǒng)上,使信號增強的現(xiàn)象,稱之為隨機共振,這種現(xiàn)象,對于我們提取被強同頻噪聲湮沒的信號,提供了新的思路。本論文的主要內(nèi)容概括如下:1.首先概括講述了光通信在現(xiàn)代社會占據(jù)的重要地位以及發(fā)展弱光性能信號檢測的必然性和重要性。然后對傳統(tǒng)的弱光信號檢測做了簡單的介紹,并介紹了兩種新型的弱光信號檢測,對于這幾種檢測方式,分析了每種方式的優(yōu)點、缺點、適用情況和局限性,以及了解隨機共振的發(fā)展過程。2.介紹了隨機共振理論的三個基本要素(非線性系統(tǒng)、調(diào)制信號、滿足特定參數(shù)的噪聲信號),并簡單介紹了隨即共振的基本理論,并分析了幾種常見的經(jīng)典的理論模型,描述了不同情況下如何衡量隨機共振的性能。3.研究基于調(diào)制不穩(wěn)定性的隨機共振的機理。分析在利用隨機共振進行加性噪聲圖像重建的時候,相干長度、圖像特征尺寸和晶體響應(yīng)時間之間對于如何達到最大增益之間的最優(yōu)化條件。4.隨機共振重建單光束脈沖乘性噪聲圖像的仿真研究,先介紹了關(guān)于連續(xù)光信號乘性噪聲圖像的實驗,仿真單光束脈沖乘性噪聲的隨機共振重構(gòu),然后比較使用脈沖信號和連續(xù)信號兩者的區(qū)別。
【圖文】：

特征存在區(qū)別，才能夠根據(jù)噪聲的隨機性來對取樣信號進行多次取樣平均處理來逡逑體現(xiàn)信號規(guī)律。逡逑⑶外差探測：如圖１－２所示，待測信號光進入檢測器，同時入射一束和待測信逡逑號光近頻率、同偏振、平行傳播的本征光。在探測器中，兩束光發(fā)生和頻和差頻，逡逑因為和頻信號頻率過高以致信號無法探測，只有差頻信號處于探測器的工作頻率逡逑之中，用于有效信號的提取。因此，這個方法要求工作系統(tǒng)有著良好的探測靈敏逡逑度和濾波性能，此外，技術(shù)難點在于本征光的特征必須和信號光很相近，次之是逡逑需要達到信號光和本征光的穩(wěn)相和穩(wěn)頻條件。逡逑－３邋－逡逑

圖１－３混沌檢測流程示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｈａｏｔｉｃ邋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ逡逑圖１－３是常見的混沌檢測系統(tǒng)的流程，先輸入一個參考信號％，調(diào)節(jié)系統(tǒng)讓逡逑系統(tǒng)處于混沌－周期臨界態(tài)，，然后加入一個強度值稍強的頻率為％的噪聲信號，因逡逑為混沌系統(tǒng)對噪聲有著比較好的抗性，這個加入的噪聲信號并不會改變系統(tǒng)的臨逡逑界狀態(tài)；但是，當一個和初始信號的頻率相同的信號注入系統(tǒng)的時候，即使注入逡逑的信號強度微弱，也會改變系統(tǒng)的臨界狀態(tài)，使系統(tǒng)向著周期性方向切換，發(fā)生逡逑大尺度的周期性運動，這樣就可以將后面注入的微弱待測信號放大出來。逡逑⑵基于隨機共振：和混沌系統(tǒng)一樣，隨機共振現(xiàn)象的存在于不局限于氣象學(xué)逡逑或者物理之中，它還同時存在于多種領(lǐng)域之中在隨機共振的理論中，噪聲并不逡逑是完全有害的存在
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.23

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 徐大超;王志堅;宋濤;;微弱光信號檢測[J];儀器儀表用戶;2009年03期

2 王云才;;混沌激光的產(chǎn)生與應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進展;2009年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊定新;微弱特征信號檢測的隨機共振方法與應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

本文編號：2642749