时间积分声光相关器的分析与改进研究

摘要

本文对声光相关处理技术中的关键技术—时间积分声光相关器进行了分析、实验，并提出了采用双接收阵列的改进方法。
　　根据时间积分声光相关处理原理设计并搭建了实验系统。在光学系统方面，设计了光路，研究了声光相关结构中光学部件的选取方法，完成了整个光路系统的调试。在硬件电路方面，针对声光偏转器所需射频模块，设计制作了基于 DDS的双路射频发生电路和调制电路；采用DE2开发板，编写了Verilog HDL程序，实现了巴克码和脉冲调制信号的产生。
　　针对非相干时间积分声光相关器中布喇格器件的非线性、半导体激光器光束空间分布不均匀等因素导致的衍射光空间分布的非均匀，通过外差背景信号进行数据预处理，提出了利用多项式拟合和小波变换两种声光相关后处理相关峰值提取方法。利用上述两种方法进行了脉冲调制相关峰提取和巴克码调制相关峰提取的实验，实验结果表明，两种方法均能有效提取相关峰，小波变换处理所需运算时间小于多项式拟合，并且相关峰提取信噪比优于多项式拟合。同时也验证了声光相关处理硬件系统是可行的。
　　经过理论推导，当两路光都是线光束调制时，只有两路衍射光反方向重合时，才能实现相关运算。针对相干时间积分声光相关器中光路调整困难且不稳定、后处理校正算法复杂等问题，提出了一个新型时间积分声光相关器，即采用双接收阵列接收信号，在声光后处理中实现相关运算。这种结构具有光路易于调整、后处理算法设计灵活等优点。最后，对其声光后处理系统流程进行了分析设计。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 声光信号处理技术的应用及发展

1.3 声光器件介绍

1.4 本文的研究内容及章节安排

第二章 声光相关处理系统设计

2.1 光学系统设计

2.2 硬件电路系统设计

2.3 硬件电路系统软件设计

2.4 采集系统

2.5 光路调试

第三章 非相干时间积分声光相关器

3.1 声光相关器介绍

3.2 时间积分声光相关器分类

3.3 非相干时间积分声光相关器原理

3.4 实验方案

3.5 实验结果

3.6 实验结果预处理

3.7 多项式拟合相关峰提取方法

3.8 小波变换相关峰提取方法

3.9 实验结果分析

第四章 相干时间积分声光相关器

4.1 相加结构相干时间积分声光相关器原理

4.2 空间载波频率

4.3 光束不同时的衍射光

4.4 衍射光重合方向的研究

4.5 相干时间积分声光相关器光学结构设计

4.6 新型相干时间积分声光相关器

4.7 实验分析

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

附录