激光技術自20世紀60年代出現(xiàn)后,以激光為核心的測量測試技術得到了快速發(fā)展,激光多普勒測量是一種基于激光多普勒效應和光學干涉混頻原理的精密測量技術,它以其距離遠、精度高、非接觸、空間分辨率高等特點成為目前的研究熱點。隨著光纖激光在相干多普勒測風中的廣泛應用,光纖激光多普勒測振技術也快速發(fā)展。遠距離振動測量不僅對系統(tǒng)性能要求高,而且需要考慮散斑和湍流導致的系統(tǒng)性能下降。因此設計高性能的激光多普勒測振系統(tǒng),理清散斑和湍流對遠距離測振的影響成為亟待解決的問題。本文以中遠程激光多普勒測振為核心,通過理論建模、仿真分析和實驗驗證等科學手段,開展了高性能測振儀的設計、載噪比提升方法、信號衰落影響因素及抑制方法和遠距離語音偵聽的研究。取得的主要研究成果如下:1.本文介紹了激光多普勒微振動檢測的理論基礎,分析了探測系統(tǒng)的載噪比,外差效應和耦合效率。在此基礎上,設計并搭建了一套全光纖LDV系統(tǒng),分析了器件選型依據(jù)和主要參數(shù)指標,并討論了部分器件對探測系統(tǒng)性能的影響。對光纖LDV系統(tǒng)因器件隔離度缺陷導致的干涉競爭進行了理論推導、仿真分析與實驗驗證,結果表明:多波束干涉競爭會給解調信號帶來紋波或尖峰調制,其...

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學位級別】：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 激光多普勒振動測量綜述
        1.2.1 研究進展評述
        1.2.2 應用現(xiàn)狀評述
    1.3 本文的主要內容及結構
第2章 激光多普勒微振動檢測理論研究
    2.1 激光多普勒微振動檢測基礎
        2.1.1 振動微多普勒效應
        2.1.2 零差探測與外差探測
        2.1.3 信號解調技術
    2.2 外差探測系統(tǒng)性能表征
        2.2.1 載噪比
        2.2.2 外差效率
        2.2.3 單模光纖耦合效率
    2.3 全光纖激光多普勒測振技術研究
        2.3.1 系統(tǒng)組成
        2.3.2 光纖LDV存在的問題
    2.4 本章小結
第3章 光纖LDV載噪比提升方法研究
    3.1 載噪比提升的光學方法
        3.1.1 雙站光學結構
        3.1.2 收發(fā)合一的光學結構
    3.2 載噪比提升的信號處理方法
        3.2.1 單站全光纖脈沖LDV系統(tǒng)原理及搭建
        3.2.2 回波信號建模
        3.2.3 脈沖驅動信號設計
        3.2.4 中頻信號處理
        3.2.5 載噪比與解調信噪比
        3.2.6 窄帶振動檢測
    3.3 本章小結
第4章 信號衰落影響因素及其抑制研究
    4.1 信號衰落的影響因素
        4.1.1 散斑效應
        4.1.2 動態(tài)散斑
        4.1.3 大氣擾動
    4.2 信號衰落對外差探測的影響分析
        4.2.1 二次干涉散斑的統(tǒng)計特性
        4.2.2 多散斑退相干效應
        4.2.3 信號衰落對中頻信號影響仿真與實驗
    4.3 信號衰落的抑制方法
        4.3.1 偏振分集接收
        4.3.2 空間分集接收
    4.4 本章小結
第5章 激光多普勒微振動檢測應用研究
    5.1 目標振動特性
        5.1.1 平板受迫振動模型
        5.1.2 目標振動特性仿真與實驗
    5.2 遠距離語音偵聽實驗
    5.3 時頻掩模語音降噪
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 論文工作總結
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 研究工作展望
參考文獻
致謝
導師簡介
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3761173