随机共振应用于激光探测弱信号检测的研究硕士论文

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1、硕士学位论文随机共振应用于激光探测的弱信号检测研究DETECTIONOFWEAKSIGNALINLASERDETECTINGBASEDONSTOCHASTICRESONANCE傅贤臣哈尔滨工业大学2012年1月国内图书分类号：O438学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开理学硕士学位论文随机共振应用于激光探测的弱信号检测研究硕士研究生：傅贤臣导师：张宇教授申请学位：理学硕士学科：光学所在单位：理学院物理系答辩日期：2012年1月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O438U.D.C:535DissertationfortheMaste

2、rDegreeinScienceDETECTIONOFWEAKSIGNALINLASERDETECTINGBASEDONSTOCHASTICRESONANCECandidate：FuXianchenSupervisor：Prof.ZhangYuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：OpitcsAffiliation：DepartmentofPhysics,SchoolofScicenceDateofDefence：January,2012Degree-Conferring-Institution：Harbin

3、InstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要随机共振现象作为非线性科学的一门前沿的研究领域，在理论和实验方面都取得了很大的进步。利用随机共振进行弱信号检测有传统线性检测方法所不可比拟的优势。随机共振在低频弱信号检测领域已经开始得到了大量的应用。随着随机共振理论的发展，强噪声背景下高频弱信号的检测以及自适应随机共振检测成为了研究的热点。本文以非线性双稳态系统为研究对象，以随机共振应用于高频激光弱信号检测和自适应随机共振弱信号检测为主要研究内容，从理论推导、数值模拟、实验验证等方面进行了研究。本文从理论上对随机共振应用于激光探测的过程进行研究，

4、说明随机共振应用于激光探测的可行性。设计了随机共振应用于激光探测的检测方案，为确定其可行性对该检测过程进行了数值模拟。从激光雷达探测的基本原理出发，探讨了随机共振应用于检测激光探测回波信号中埋藏在强噪声背景下的激光调制信号，经过计算证实理论上应用随机共振可大大提升激光雷达的探测距离。本文对随机共振的结构参数和噪声强度对于随机共振应用于激光探测弱信号检测的输出信噪比的影响进行了数值模拟研究，得到了各参数影响激光回波弱信号随机共振探测的输出信号信噪比的变化规律。本文通过实验对随机共振应用于激光探测的弱信号检测进行了验证，成功地将回波中埋藏在强噪声背景下的激光调制信号检测了出来

5、，证实了检测方案的正确性以及随机共振应用于激光探测弱信号检测的可行性。为了使随机共振应用于弱信号检测更方便更实用，本文根据随机共振的特点设计了单频信号的自适应随机共振探测系统，成功实现了快速准确的单频信号的自适应检测。在此基础上设计了多频信号的自适应随机共振检测系统，该系统也能够成功地从强噪声背景下检测到多频待测信号。同时基于LabVIEW虚拟仪器软件开发平台，构建了自适应随机共振系统，利用该系统可以观测到自适应检测和参数调整过程，相对于传统的数值模拟，具有形象直观、参数调节方便、实时性强的特点。关键词：非线性双稳态系统；随机共振；激光信号探测；自适应-I-哈尔滨工业大学

6、理学硕士学位论文AbstractReseachershavemadegreatprogressinstochasticresonancephenomenonintheoryandexperiments,whichisacutting-edgeresearchfieldinnolinearscience.Themethodofdetectingweaksignalbystochasticrensonancehaspredominantadvantagesthantraditionallinearmethods.Stochasticresonancehasbeenwidely

7、usedinlow-frequencyweaksignaldetection.Withthedevelopmentofthetheoryofstochasticresonance,high-frequencyweaksignaldetectioninheavybackgroundnoiseandadaptivestochasticresonancedetectionhavebecomeresearchhotspots.Forthestudyofnonlinearbistablesystem,takingtheapplicati