目录
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摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)
1.1 课题背景与意义 (1)
1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 (2)
1.2.1 国外现状和趋势分析 (2)
1.2.2 国内现状分析 (5)
1.2.3 国内外文献综述的简析 (9)
1.3 本文研究的主要内容 (10)
第2章光纤多普勒激光雷达系统的原理及设计 (11)
2.1 激光多普勒测速的原理 (11)
2.1.1 光外差理论概述 (13)
2.1.2 激光多普勒现象 (15)
2.2 多普勒光纤激光雷达系统的方案设计 (15)
2.2.1 光纤多普勒系统方案设计 (15)
2.2.2 光纤多普勒激光雷达系统分析 (17)
2.3 多普勒光纤激光雷达系统性能研究 (18)
2.3.1 光纤多普勒激光雷达系统的信噪比 (18)
2.3.2 光纤多普勒雷达系统的作用距离 (19)
2.3.3 外差系统的探测概率 (22)
2.4 本章小结 (23)
第3章激光多普勒测速系统的精度提高的研究 (24)
3.1 影响多普勒测速系统精度的因素分析 (24)
3.1.1 提取精度的影响 (24)
3.1.2 波长漂移的误差 (25)
3.1.3 展宽的影响 (25)
3.2 改进的激光多普勒测速频谱校正算法研究 (30)
3.3本章小结 (34)
第4章激光多普勒测速系统的搭建和实验研究 (35)
III
目录
4.1 多普勒光纤激光雷达系统的搭建 (35)
4.2光纤微多普勒激光雷达系统的实验和结果分析 (40)
4.3 本章小结 (43)
参考文献 (44)
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (46)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (47)
致谢 (48)
IV
哈尔滨工业大学硕士学位论文
第1章绪论
1.1 课题背景与意义
激光多普勒测速仪是一种精度非常高的测速仪器，它是基于光学多普勒效应研制而成。激光多普勒测速手段具有很多的优点，它无需直接接触目标而直接进行探测，并且具有很高的响应速度以及较宽的测量范围，基于以上这些优点，激光多普勒测速仪能够在多个领域有非常广泛的应用，尤其是对于高速飞行物体的速度探测，以及微小粒子运动方面具有深远的影响[1-5]。
由于激光多普勒测速以光为载体因此可以实现实时测量，响应速度极高。通过差频的方法将速度转换为探测器可以识别的频率信号，具有非常大的测速范围，是其他探测手段无法相比的，而且由于激光良好的方向性激光多普勒测速具有非常高的探测精度以及空间分辨能力。这些优良的性能让激光多普勒测速仪得到了广泛的应用，并且使得其具有非常大的发展潜力。
目前对探测器探测到的回波信号的处理普遍采用的是离散傅里叶变换的方法来得到回波信号的真实频率，因为采样过程不能做得到无限密集，，因此栅栏效应会存在于快速傅里叶变换中，这一效应会使得通过探测得到的多普勒频率与真实频率有一定的差别，这一差别会使探测存在很大的误差，这也是激光多普勒测速精度变低的原因。
基于上述误差，需要采用新的手段对多普勒谱峰频率进行校正，以得到更接近实际值的谱峰频率，从而能够提高探测精度。现有的频率校正有多种方法，如相位校正法、能量重心校正法等以及比值校正法等。通过开展对高精度处理算法以及频谱校正方法的研究，能够使激光多普勒测速仪的精确度有较大的提高，对于一些对精度要求较高的应用场所具有一定的实用意义。
激光多普勒测速仪有很多的优越，主要有以下几个方面：
1、无需直接接触目标而直接进行探测，这种探测手段对流场的分布情况不
产生影响，因此能够更为方便以及准确的对液体以及气体的速度进行测定。此外，
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