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相干微多普勒激光雷达的特点及其降低相位噪音影响方法的研究
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2017-11-14
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相干微多普勒激光雷达具有探测灵敏度高、探测信息量大等特点，特别适合于动目标探测、目标特征识别等应用．本文从线宽和探测距离两个方面讨论了模场相位随机起伏（相位噪音）对于测速准确度的影响，实验证实了相位噪音对激光微多普勒探测的影响，并探索出解决上述问题的方法—光纤补偿法，实验中，以输出波长为1. 064 um单块非平面环形腔激光器为光源，利用光纤补偿方法，并结合时频变换的算法，用外差探测的方式成功观测到了微多普勒频移，在传输距离为11km时，系统最低探测速度达到了0.5 mm/s，速度分辨率达到了mm/s量级，频率分辨率达到了kHz量级，为微多普勒激光雷达的实际应用奠定了良好的实验基础。
1.1 线宽对于测速的影响
设激光器输iLH激光线宽分别为1 kHz，10 kHz，100 kHz.探测距离设定为3 km，该距离均小于或等于激光器相干长度，幅度衰减设定为a=0.1，多普勒频移设定为COIj一2 MHz.将上述值代入式（13）可得图1所示不同线宽下的光电流谱线分布．由图1可知，中心频率为2 MHz的多普勒频率由于相位噪音的影响而变宽，且线宽为1 kHz较线宽10 kHz和100 kHz频谱分布较窄，仿真结果说明在相干距离内，窄线宽由于相位噪音小，使得系统的测速误差较小。
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