光副载波振动测量技术的研究
发布时间：2022-01-26 02:31
激光多普勒测量技术由于其高精度,测量时不需与被测物体发生直接接触等优点已经广泛应用于速度与振动测量领域。但是被测物体表面的粗糙起伏会导致对回波激光信号进行外差探测时的效率受到影响,即产生退相干效应。本文设计了一种利用光副载波对粗糙目标进行振动探测的方案,避免了激光外差探测中的退相干效应。光副载波振动测量原理是利用微波信号对激光信号进行强度调制,将光副载波发射到被测物体上,利用光电探测器对回波信号进行直接探测。再从回波信号中提取出多普勒频移获得目标物体的振动信息。设计出了整体的振动测量方案,分为光副载波调制发射系统与回波信号接收处理系统。对直接调制与间接调制两种光强度调制方式进行了比较分析,选择了利用MZ电光调制器作为外调制器的间接调制方式,对MZ调制器的工作方式进行了深入的研究,利用optisystem对本设计中光副载波调制系统进行了仿真实验得到结果与预期相符。对零差以及外差接收架构进行了对比分析,并设计了一套外差式接收架构。对方案中主要的组成器件,光源、调制器以及光电探测器的选取原则结合它们的重要参数进行了分析。在多普勒信号处理方面,对FFT算法以及经典功率谱估计中的welch法进行...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图4.3两条波导臂对称时的调制曲线
利用 optisystem 软件对本设计中的光副载波信号进行仿真。利用 ./z 的正弦信号对 2? 调制器进行调制。得到的仿真结果如下：图4.7 光副载波频谱图可以看出输出的光副载波频谱由光载波与多个高阶边带所组成，相邻边频的频率差为 ./z，即调制信号的频率。
第四章 光副载波测振系统的设计与研究37图4.8 光副载波时域图通过上图可以看出，光副载波功率变化周期为 ns，即频率为 ./z 与调制信号的频率相同。4.3光副载波信号接收处理系统光副载波信号接收处理系统主要器件有光电探测器，混频器，中频滤波器，高稳时基，锁相环，缓冲放大器以及多普勒信号处理系统。信号接收处理系统如图所示。光电探测器 混频器中频滤波器中频放大器多普勒信号处理系统滤波器 缓冲放大器锁相环10MHz高稳时基1.01GHz回波信号10MHz图4
【参考文献】：
期刊论文
[1]双纵模He-Ne激光器的多普勒测速系统[J]. 刘长青,聂晓明,傅杨颖,周健. 红外与激光工程. 2013(04)
[2]目标粗糙对合成孔径激光雷达回波的退相干效应[J]. 党文佳,曾晓东,冯喆珺. 物理学报. 2013(02)
[3]基于双频微片激光器回馈效应的多普勒测速技术研究[J]. 张鹏,张书练,曾召利. 计测技术. 2012(03)
[4]基于双频脉冲激光器的距离多普勒探测[J]. 李艳辉,吴振森. 西安电子科技大学学报. 2011(03)
[5]啁啾调幅激光雷达对距离和速度的零差探测[J]. 于啸,洪光烈,凌元,舒嵘. 光学学报. 2011(06)
[6]一种新的双频激光多普勒测速方法的实验研究[J]. 张艳艳,霍玉晶,何淑芳,巩轲. 激光与红外. 2010(07)
[7]激光干涉原理在振动测量中的应用[J]. 曹勇,熊伟,沈斌,王飞. 现代电子技术. 2009(21)
[8]大气湍流引起激光外差探测空间相干性退化研究[J]. 徐静,毛红敏,甄胜来,李成,俞本立. 激光与红外. 2007(12)
[9]用加速度传感器测量振动位移的方法[J]. 刘继承,徐庆华,查建新. 现代雷达. 2007(05)
[10]变光外差为电外差的双频激光探测[J]. 李磊,赵长明,高岚,孙鑫鹏,杨苏辉. 光学学报. 2007(02)
博士论文
[1]副载波调制非光域外差检测无线光通信关键技术及其实验研究[D]. 陈锦妮.西安理工大学 2016
[2]弹光调制傅里叶变换光谱复原高速数据处理技术研究[D]. 张敏娟.中北大学 2013
[3]粗糙目标激光散斑统计特性及微运动特征分析[D]. 张耿.西安电子科技大学 2013
[4]表面粗糙度对高精度微波电子装备电性能影响的研究[D]. 李娜.西安电子科技大学 2012
[5]微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究[D]. 毕德仓.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]偏振对相干激光通信系统性能影响分析与补偿技术[D]. 林硕.长春理工大学 2016
[2]固体运动速度的激光测量技术研究[D]. 赵方晓.青岛科技大学 2016
[3]基于调制光源的光子多普勒测速系统[D]. 傅迎光.北京交通大学 2014
[4]激光外差探测收发共用光学系统的研究[D]. 杨盼盼.西安电子科技大学 2013
[5]相干光通信链路外差接收技术研究[D]. 秦艳召.电子科技大学 2012
[6]提高BSO激光干涉相位解调能力的方法及系统研究[D]. 马臣希.北京交通大学 2012
[7]基于相干检测的分布式光纤振动传感器[D]. 钱铄.电子科技大学 2012
[8]多普勒雷达测速系统设计及信号处理方法研究[D]. 杨蓉.华中科技大学 2012
[9]毫米波ROF系统中全光频率变换技术的研究[D]. 霍际伟.北京邮电大学 2011
[10]激光外差探测中相位匹配的研究[D]. 黄新宁.西安电子科技大学 2011
本文编号：3609633
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图4.3两条波导臂对称时的调制曲线
利用 optisystem 软件对本设计中的光副载波信号进行仿真。利用 ./z 的正弦信号对 2? 调制器进行调制。得到的仿真结果如下：图4.7 光副载波频谱图可以看出输出的光副载波频谱由光载波与多个高阶边带所组成，相邻边频的频率差为 ./z，即调制信号的频率。
第四章 光副载波测振系统的设计与研究37图4.8 光副载波时域图通过上图可以看出，光副载波功率变化周期为 ns，即频率为 ./z 与调制信号的频率相同。4.3光副载波信号接收处理系统光副载波信号接收处理系统主要器件有光电探测器，混频器，中频滤波器，高稳时基，锁相环，缓冲放大器以及多普勒信号处理系统。信号接收处理系统如图所示。光电探测器 混频器中频滤波器中频放大器多普勒信号处理系统滤波器 缓冲放大器锁相环10MHz高稳时基1.01GHz回波信号10MHz图4
【参考文献】：
期刊论文
[1]双纵模He-Ne激光器的多普勒测速系统[J]. 刘长青,聂晓明,傅杨颖,周健. 红外与激光工程. 2013(04)
[2]目标粗糙对合成孔径激光雷达回波的退相干效应[J]. 党文佳,曾晓东,冯喆珺. 物理学报. 2013(02)
[3]基于双频微片激光器回馈效应的多普勒测速技术研究[J]. 张鹏,张书练,曾召利. 计测技术. 2012(03)
[4]基于双频脉冲激光器的距离多普勒探测[J]. 李艳辉,吴振森. 西安电子科技大学学报. 2011(03)
[5]啁啾调幅激光雷达对距离和速度的零差探测[J]. 于啸,洪光烈,凌元,舒嵘. 光学学报. 2011(06)
[6]一种新的双频激光多普勒测速方法的实验研究[J]. 张艳艳,霍玉晶,何淑芳,巩轲. 激光与红外. 2010(07)
[7]激光干涉原理在振动测量中的应用[J]. 曹勇,熊伟,沈斌,王飞. 现代电子技术. 2009(21)
[8]大气湍流引起激光外差探测空间相干性退化研究[J]. 徐静,毛红敏,甄胜来,李成,俞本立. 激光与红外. 2007(12)
[9]用加速度传感器测量振动位移的方法[J]. 刘继承,徐庆华,查建新. 现代雷达. 2007(05)
[10]变光外差为电外差的双频激光探测[J]. 李磊,赵长明,高岚,孙鑫鹏,杨苏辉. 光学学报. 2007(02)
博士论文
[1]副载波调制非光域外差检测无线光通信关键技术及其实验研究[D]. 陈锦妮.西安理工大学 2016
[2]弹光调制傅里叶变换光谱复原高速数据处理技术研究[D]. 张敏娟.中北大学 2013
[3]粗糙目标激光散斑统计特性及微运动特征分析[D]. 张耿.西安电子科技大学 2013
[4]表面粗糙度对高精度微波电子装备电性能影响的研究[D]. 李娜.西安电子科技大学 2012
[5]微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究[D]. 毕德仓.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]偏振对相干激光通信系统性能影响分析与补偿技术[D]. 林硕.长春理工大学 2016
[2]固体运动速度的激光测量技术研究[D]. 赵方晓.青岛科技大学 2016
[3]基于调制光源的光子多普勒测速系统[D]. 傅迎光.北京交通大学 2014
[4]激光外差探测收发共用光学系统的研究[D]. 杨盼盼.西安电子科技大学 2013
[5]相干光通信链路外差接收技术研究[D]. 秦艳召.电子科技大学 2012
[6]提高BSO激光干涉相位解调能力的方法及系统研究[D]. 马臣希.北京交通大学 2012
[7]基于相干检测的分布式光纤振动传感器[D]. 钱铄.电子科技大学 2012
[8]多普勒雷达测速系统设计及信号处理方法研究[D]. 杨蓉.华中科技大学 2012
[9]毫米波ROF系统中全光频率变换技术的研究[D]. 霍际伟.北京邮电大学 2011
[10]激光外差探测中相位匹配的研究[D]. 黄新宁.西安电子科技大学 2011
本文编号：3609633
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3609633.html
