激光散斑法實時測量目標角振動的研究.pdf

1、該文探索了一種新的激光非接觸測量角振動的方法,使得利用這種方法來構建的測振系統(tǒng)能夠在較遠距離實時測振,并具有系統(tǒng)結(jié)構簡單、對器件的要求較低等特點.該文在現(xiàn)有的散斑理論基礎上,提出了一種利用激光散斑實時測量目標散射面角振動的新方法.并且從干涉條紋的角度出發(fā),對這種新方法進行了理論分析和計算機仿真.分別討論了在方形接收孔徑和圓形接收孔徑條件下目標單頻角振動信息的獲取,得到了一些系統(tǒng)參數(shù)選擇和設計的準則.同時從散斑統(tǒng)計理論的角度出發(fā)探討了這些

2、參數(shù)選擇準則的合理性.并且對非單頻的復雜角振動進行了簡單分析.經(jīng)過數(shù)學近似,該測振方法能夠獲得目標復雜角振動的信息.最后,基于此方法構建了一個實驗系統(tǒng),并進行了初步的實驗.仿真結(jié)果及實驗表明:直接散斑法實時測量目標角振動是可行的.利用數(shù)學近似的方法也可分析復雜振動(非單頻振動).在一定誤差允許的范圍內(nèi),我們可以得到探測信號和目標角振動的線性關系.目標散射面照明光斑尺寸b的大小決定了微元間距d可取的上限.照明光斑尺寸b控制得越小,大量微元

3、的間距d就越小,探測器接收到的光功率起伏就越大,即信號越強,同時信號中反映目標角振動信息的基頻信號分量占絕對優(yōu)勢.因此目標散射面照明光斑尺寸b需要控制得越小越好,它的理論下限是發(fā)射天線的衍射極限.光學接收天線光闌孔徑D的選取取決于空間散斑的尺寸和它對光功率幅度系數(shù)K<,p>的影響.在保證滿足D和空間散斑橫向平均尺寸大小相近的條件下,D按照一階貝塞爾函數(shù)規(guī)律取最優(yōu)值.系統(tǒng)可測量的目標角振動幅度θ<,0>有一個范圍:從微弧度量級到亞毫弧度量