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基于静态固体斜楔干涉法的红外探测技术

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简介:
本研究提出了一种创新性的红外探测技术——静态固体斜楔干涉法。此方法利用固体材料的光学特性进行精确测量和分析,适用于高灵敏度、宽波段的红外辐射检测,在军事侦察、天文观测及环境监测等领域展现出广阔的应用前景。 本段落针对现有傅里叶变换红外光谱遥测技术响应速度慢、灵敏度低及抗震性差等问题,提出了一种基于静态固体斜楔干涉具的新型傅里叶变换红外光谱遥测技术。该技术选用UL04371-042型非制冷红外焦平面阵列探测器(UIRFPA)作为核心部件,并在分析了静态固体斜楔干涉具的基础理论和探测器性能后,设计出了相应的驱动电路。 FPGA被用作时序控制的主要元件,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中利用Verilog硬件描述语言编程实现了对探测器工作时序的设计输入与仿真验证。通过高速AD采集技术获取干涉信号,并借助FPGA外扩的SRAM缓存,最终将数据通过USB传输至上位机LABVIEW进行处理和成像。 经过仿真实验验证了该方法的有效性,成功地在红外波段实现了静态固体斜楔干涉信号光谱成像。这一成果为后续研究干涉型成像光谱仪的成像技术奠定了基础。

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    本研究提出了一种创新性的红外探测技术——静态固体斜楔干涉法。此方法利用固体材料的光学特性进行精确测量和分析,适用于高灵敏度、宽波段的红外辐射检测,在军事侦察、天文观测及环境监测等领域展现出广阔的应用前景。 本段落针对现有傅里叶变换红外光谱遥测技术响应速度慢、灵敏度低及抗震性差等问题,提出了一种基于静态固体斜楔干涉具的新型傅里叶变换红外光谱遥测技术。该技术选用UL04371-042型非制冷红外焦平面阵列探测器(UIRFPA)作为核心部件,并在分析了静态固体斜楔干涉具的基础理论和探测器性能后,设计出了相应的驱动电路。 FPGA被用作时序控制的主要元件,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中利用Verilog硬件描述语言编程实现了对探测器工作时序的设计输入与仿真验证。通过高速AD采集技术获取干涉信号,并借助FPGA外扩的SRAM缓存,最终将数据通过USB传输至上位机LABVIEW进行处理和成像。 经过仿真实验验证了该方法的有效性,成功地在红外波段实现了静态固体斜楔干涉信号光谱成像。这一成果为后续研究干涉型成像光谱仪的成像技术奠定了基础。
  • 长久散射雷达
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    长久散射体雷达干涉测量技术是一种先进的遥感技术,通过分析地表固定特征点长时间内的微波反射变化,实现高精度的地表形变监测与土地利用变迁研究。 李德仁和李陶就永久散射体技术的经典之作详细描述了该技术的起源及其主要构成。
  • 图像处理温系统
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  • 等厚折射率定方
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  • 解模糊.pdf
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    本文探讨了利用干涉仪进行精确测向时所面临的关键问题之一——解模糊技术。通过深入分析,文章提出了一种新颖的方法来解决这一挑战,从而提高定位系统的准确性和可靠性。 本段落阐述了干涉仪测向的基本原理,并针对该技术中的模糊问题提出了五种解模糊方法:长短基线法、参差基线法、虚拟基线法、无模糊长基线干涉仪测角法以及立体基线法。文章对这些不同的解模糊策略进行了详细的分析和总结。
  • FPGA接收
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    本研究探讨了在FPGA平台上实现高效能、低延迟的红外信号接收技术,旨在优化智能家居设备间的通信效率与可靠性。 当红外遥控器按下数字键时,FPGA会接收红外信号,并在数码管上显示相应的数字。
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    本研究聚焦于开发一种高效稳定的白光干涉测量技术,旨在提升光学检测精度与速度。该方法具有广泛的应用前景,在微纳制造、生物医学成像等领域展现出显著优势。 为了降低白光干涉法的采样数据量及计算成本,并提高测量速度,本段落提出了一种快速且稳定的白光干涉测量方法。基于对白光干涉显微镜模型的研究,我们推导并分析了光学干涉法的数学模型,明确了干涉光强函数与包络函数之间的关系。在此基础上,提出了利用增大采样间隔的离散采样点进行希尔伯特变换以提取干涉信号包络的方法,并通过采样原理确定符合该算法所需的采样间隔条件。我们进行了仿真实验来验证这种方法的有效性。 实际样品中的白光干涉光强信号含有直流偏置噪声,这影响了快速白光干涉测量法的稳定性。因此,本段落采用中值滤波技术来消除背景噪声,并分析了经过滤波后的干涉光强度包络的质量。通过使用白光干涉显微镜装置采集不同倍率采样间隔下的实际样品白光干涉图像,我们比较并评估了重构出的不同三维表面形貌图。 实验结果显示,该快速算法在构建三维形态方面相较于传统方法提升了20倍的速度,并且增强了系统的稳定性。
  • 向中解模糊(2007年)
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    本文发表于2007年,探讨了在干涉仪测向系统中解模糊技术的应用与优化,以提高系统的定位精度和可靠性。 ### 干涉仪测向解模糊方法 #### 一、干涉仪测向基本原理 干涉仪测向技术是一种用于确定远程辐射源方向的有效手段。它通过测量两个接收天线之间接收到的信号相位差来计算出辐射源的方向。假设在A和B两点分别设有天线,两者的距离为l,在远区条件下,当来自θ方向的辐射源发出信号到达这两个点时,由于波程差的存在会在两个天线上产生相位差Δφ_AB。根据几何关系可以得出: \[ \Delta\phi_{AB} = 2\pi \frac{\Delta R}{\lambda} = 2\pi \frac{l \sin(\theta)}{\lambda} \] 其中,λ表示辐射源信号的波长,ΔR是两接收点之间的波程差。 #### 二、解模糊方法 在实际应用中,干涉仪测向技术面临的重要挑战之一就是当两个天线之间的距离大于半个波长时会出现相位模糊现象。这是由于干涉仪测量得到的相位范围仅限于(-π, π),对于某些角度无法直接确定真实的辐射源方向。为了解决这一问题,研究人员提出了多种解模糊方法: 1. **长短基线法**: - 原理:采用不同长度的天线间距离进行测向,至少包括一条短于半波长和一条较长的距离。 - 特点:能够有效解决相位模糊的问题,在窄带信号中应用效果较好。然而高频段由于波长短可能无法实现物理上的短基线。 - 适用条件:适用于带宽较小的信号环境。 2. **参差基线法**: - 原理:通过调整天线间的位置,形成非均匀分布的距离组合来消除相位模糊现象。 - 特点:可以克服波长对短距离物理实现的限制,并能提高测向精度。 - 适用条件:适用于空间受限但需要高精度测量的情况。 3. **虚拟基线法**: - 原理:利用数字信号处理技术在软件层面构建出虚拟天线间距离,以达到消除相位模糊的效果。 - 特点:能够避免物理实现上的限制,并提高灵活性。 - 适用条件:适用于硬件资源有限或需要灵活调整测向参数的应用场景。 4. **无模糊长基线干涉仪测角法**: - 原理:通过设计特殊结构的干涉仪,即使在天线间距离较长的情况下也能避免相位模糊现象。 - 特点:能够在较大的天线间距下保持较高的测量精度,但可能需要较高信噪比支持。 - 适用条件:适用于高精度测向且信噪比较高的情况。 5. **立体基线法**: - 原理:通过在三维空间内布置多个接收天线形成多维度的基线组合来提高测量准确性。 - 特点:能够有效解决二维基线带来的局限性,提升测向精确度。 - 适用条件:适用于需要高精度三维定位的应用领域。 #### 三、结论 通过对上述五种解模糊方法的介绍与分析可以看出每种方法都有其独特的优点和限制。长短基线法适合窄带信号测量;参差基线法及虚拟基线法则能够克服波长对短距离物理实现的限制,适用于更广泛的应用场景;无模糊长基线测角法则在大天线间距条件下保持较高精度,而立体基线法则提供三维定位解决方案。选择合适的解模糊方法取决于具体应用需求、信号特性以及可用的技术资源。
  • 利用双棱镜定光波波长实验讨(2013年)
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    本篇报告深入研究了采用双棱镜干涉法测量光波波长的方法与原理,并对其实验操作、误差分析进行了详细的讨论和探究。该文发表于2013年。 在双棱镜干涉法测量光波波长的实验中存在多个可变量,这些因素不同程度地影响着实验结果。因此,在进行此类实验时选择合适的参数至关重要。本段落通过实际操作探讨了狭缝宽度对实验结果的影响以及狭缝与双棱镜之间距离的变化如何影响相关参量,并提出了最佳参数的选择建议,以提高实验的精确度。