舰船尾流光外差探测的信号检测与处理研究

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1、齡械快匈圍硕±学位论文！圍—磯舰船尾流光外差探测的信号检测与处理研究作者姓名王田学校导师姓名、販疏刘继芳教授企业导师姓名＇、职祿张同意研究员＾ｍ申请学位类别工程硕壬西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何

2、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：心巧日期；西安电子科技大学关于论文使用授权的说明目本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件ｊ论文的全部或部分内容，允许查阅、借阅论文；学校可ｙｌ公布，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿乃言文本

3、人签：：名导师签名＿＿．令，ｔ＾’’八扛令＇；；日期日期学校代码10701学号1305122306分类号TN24密级公开西安电子科技大学硕士学位论文舰船尾流光外差探测的信号检测与处理研究作者姓名：王田领域：光学工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：刘继芳教授企业导师姓名、职称：张同意研究员学院：物理与光电工程学院提交日期：2016年3月StudyonDetectionandProcessingofOpticalHeterodyneDetectionSignalforShipWakeAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinp

4、artialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinOpticalEngineeringByWangTianSupervisor:LiuJifangProfessorZhangTongyiResearchFellowNovember2015摘要摘要近年来，舰船尾流的光学检测已成为国内外研究的一个热点。根据舰船尾流区域的气泡和湍流的运动特征，通过检测运动气泡和湍流的多普勒激光频移的变化来判断尾流是否存在以及尾流的特性，从而能够间接得到目标舰船的距离、方位等数据。本文对舰船尾流激光多普勒频移的外差检测方法进行了研究，设计了舰船尾流多

5、普勒频移的外差光信号检测处理系统。1、在了解激光外差探测原理和尾流气泡激光多普勒频移外差信号特点的基础上，分析了外差检测中气泡通过光场时的散射光信号和探测器电信号的主要特征，并与目前常见的信号处理方法所处理的信号特征进行了比较。2、搭建了尾流气泡多普勒频移外差探测的光路系统，研究了不同模拟尾流的多普勒频移的外差光信号特征。得出了不同气泡数密度和不同速度分布下的模拟尾流气泡群多普勒频移外差光信号的特点。3、根据实验所得到的多普勒频移光外差信号的特征，确定了信号采集电路的采样速度和采样精度，进而确定合适的运算放大器芯片和模数转换芯片。选用CPLD作为信号采集电路的控制芯片，设计了相应的信号调

6、理电路、模数转换电路以及CPLD工作电路。利用了硬件描述语言Verilog实现了模数转换电路的控制、数据的读取和数据的缓存，同时设计了向信号处理器高速传输数据的DMA接口。4、使用数字信号处理器DSP作为信号处理的主芯片，设计了DSP信号处理的工作电路，采用离散数字信号频谱分析的快速傅里叶变换算法，在DSP上实现了快速傅里叶变换，可实时获得尾流气泡的多普勒频移谱。关键词：尾流气泡，激光多普勒频移，频谱分析，FFT，CPLD，DSPIABSTRACTABSTRACTInrecentyears,opticaldetectionofshipwakeshasbecomeahotresearcht

7、opic.Accordingtothemotioncharacteristicsofbubblesandturbulenceinshipwakesarea,theexistenceandthecharacteristicsofwakearedeterminedbydetectingthechangeoftheDopplerfrequencyshiftofmovingbubblesandturbulence,inordertogett