基于时频分析的自混合干涉信号处理方法研究

刘盛刚; 李泽仁; 刘乔

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.019

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于时频分析的自混合干涉信号处理方法研究

刘盛刚 , 李泽仁 , 刘乔

文章导航 > 激光技术 > 2009 > 33(6): 626-629

引用本文:

Citation:

基于时频分析的自混合干涉信号处理方法研究

1.
中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳, 621900

作者简介: 刘盛刚(1983-),男,硕士研究生,现主要从事激光干涉测速技术研究..

通讯作者: 李泽仁, zeren109@21cn.com ;

基金项目:
中国工程物理研究院基金资助项目(2008B0403038)
中图分类号: O436.1

Study of self-mixing interference signal processing based on time-frequency analysis

1.
Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China

Corresponding author: LI Ze-ren, zeren109@21cn.com ;

CLC number: O436.1

摘要: 为了解决条纹计数法和相位分析法处理自混合干涉信号的不足,提出了一种基于时频分析的自混合干涉信号处理方法.采用时频分析技术获得自混合信号频率随时间的变化,利用激光与外部物体相互作用后的多普勒频移与信号频率相等的关系,非常方便地获得了外部运动物体的速度历史信息.结果表明,该方法处理自混合信号简单有效,且有较高的处理精度.
- 激光技术 /
- 自混合干涉 /
- 时频分析 /
- 信号处理 /
- 多普勒频移 /
- 速度
Abstract: To overcome the limitation of fringe counting and phase analysis,a new method based on the time-frequency analysis is proposed to process the self-mixing interference signal.The frequency of the self-mixing interference signal is acquired by time-frequency analysis,and this frequency is equal to the Doppler shift,so the velocity of external object is gained easily.The simulation experiments show that the proposed method is very easy,effective,and accurate.
- laser technique /
- self-mixing interference /
- time-frequency analysis /
- signal processing /
- Doppler shift /
- velocity

[1]	KING P,STEWARD G J.Metrology with an optical maser[J].New Scientist,1963,17:180-182.
[2]	SHINOHARA S,MOCHIZUKI A,YOSHIDA S.et al.Laser Doppler velocimeter using the self-mixing effect of a semiconductor laser diode[J].Appl Opt,1986,25(9):1417-1419.
[3]	KOELINK M H,SLOT M,de MUL F F M.et al.Laser Doppler velocimeter based on the self-mixing effect in a fiber-coupled semiconductor laser:theory[J].Appl Opt,1992,31(18):3401-3408.
[4]	JENTINK H W,de MUL F F M,SUICHIES H E,et al.Small laser doppler velocimeter based on the self-mixing effect in a diode laser[J].Appl Opt,1988,27(2):379-385.
[5]	SCALISE L,PAONE N.Laser Doppler vibrometry based on self-mixing effect[J].Optics and Lasers in Engineering,2002,38(1):173-184.
[6]	MAO W,ZHANG Sh L,ZHANG L Q,et al.Optical feedback effect and the optical feedback interferometry for sensing application[J].Optical Technique,2007,33(1):16-26(in Chinese).
[7]	WANG X J,ZHANG Sh L,TAN Y D.Development of optical feedback technology of LD pumped microchip lasers[J].Laser Technology,2006,30(1):9-13(in Chinese).
[8]	LIU G,ZHANG Sh L,ZHU J,et al.Interference of two beams in a He-Ne laser with optical feedback[J].Laser Technology,2003,27(5):470-472(in Chinese).
[9]	DING Y Ch,ZHANG Sh L,LI Y,et al.Experimental study on the self-mixing interference with orthogonal polarized He-Ne light[J].Laser Technology,2004,28(1):33-35(in Chinese).
[10]	ZHANG Y,YU Y G,YAO J Q,et al.Analysis of self-mixing interference signals in LD pumped solid-state laser using fast Fourier transform technique[J].Proce SPIE,2002,4919:488-492.
[11]	PENG J,WANG G M,LIU D.The ISAR imaging based on time-frequency analysis[J].Radar ECM,2008(1):30-33(in Chinese).
[12]	FENG Zh P,LIU L,ZHANG W M,et al.Fault diagnosis of rolling element bearings based on wavelet time-frequency frame decomposion[J].Journal of Vibration and Shock,2008,27(2):110-114(in Chinese).
[13]	GENG M,SHI L S.Three methods of time-frequency analysis of nonstationary signal[J].Mechanical Engineering Automation,2008(1):108-114(in Chinese).
[14]	KOELINK M H,de MUL F F M,WEIJERS A L,et al.Fiber-coupled self-mixing diode-laser doppler velocimeter:technical aspects and flow velocity profile disturbances in water and blood flows[J].Appl Opt,1994,33(24):5628-5641.
[15]	GE Zh X,CHEN Zh Sh.The time-frequency analysis techniques and applications of Matlab[M].Beijing:Posts Telecom Press of Beijing,2006:57(in Chinese).

[1]	邱小倩 , 乐燕芬 , 王静 . 基于FPGA的插频式外差干涉信号处理方法. 激光技术, 2011, 35(2): 199-201,205. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.016
[2]	谈渊 , 甘学辉 , 张东剑 , 刘香玉 , 廖壑 . 基于小波去噪的激光多普勒振动信号处理. 激光技术, 2022, 46(1): 129-133. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.01.014
[3]	刘盛刚 , 刘乔 , 李泽仁 . 基于全光纤自混合干涉技术的微振动测量研究. 激光技术, 2012, 36(1): 29-32. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.009
[4]	陈小清 , 杨开勇 , 谭中奇 . 适度反馈机制下非准直外腔二重反馈自混合干涉. 激光技术, 2013, 37(2): 265-269. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.031
[5]	丁迎春 , 张书练 , 李岩 , 朱均 . 垂直偏振态He-Ne激光自混合干涉的实验研究. 激光技术, 2004, 28(1): 33-35.
[6]	赵世杰 , 张鹏 , 张永芹 , 杨玉萍 , 邓勇 . 基于激光回馈效应的多普勒测速技术. 激光技术, 2012, 36(2): 160-164,169. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.004
[7]	王学勤 , 董艳群 , 原帅 , 盛美菊 , 张骏 . 激光雷达微多普勒效应的仿真研究. 激光技术, 2007, 31(2): 117-119,146.
[8]	时颖 , 句爱松 , 乐燕芬 . 基于FPGA的外差干涉信号处理方法. 激光技术, 2012, 36(2): 221-224. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.020
[9]	刘兵 , 陶炜 , 柯尊贵 , 冯力天 , 袁菲 , 李晓峰 . 相干激光雷达平衡式相干探测技术研究. 激光技术, 2015, 39(1): 46-49. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.009
[10]	刘刚 , 张书练 , 朱钧 , 李岩 . 引入激光回馈的双光束干涉效应的研究. 激光技术, 2003, 27(5): 470-472.
[11]	赵新才 , 吴云峰 , 方亮 , 刘宁文 . 激光干涉测速中的小波快速算法研究. 激光技术, 2012, 36(5): 649-652. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.019
[12]	焦宁 , 连素杰 , 姜爱华 , 王高 , 刘丽双 , 殷军勇 , 闻强 , 郭伟平 . 铅球运动参量光电测试系统设计. 激光技术, 2013, 37(6): 728-730. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.005
[13]	刘彪 , 吴云峰 , 赵新才 . 全光纤位移干涉测速系统中小波基的选取研究. 激光技术, 2012, 36(2): 247-250. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.027
[14]	王德旺 , 王改利 . 自适应中值滤波在云雷达数据预处理的应用. 激光技术, 2012, 36(2): 217-220,224. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.019
[15]	王涛 , 沈永辉 , 姚建铨 . 基于小波阈值法的激光雷达回波信号去噪研究. 激光技术, 2019, 43(1): 63-68. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.01.013
[16]	王省伟 , 侯天晋 , 周鼎富 , 周昕 . 合成孔径激光雷达. 激光技术, 2008, 32(1): 4-7.
[17]	刘音 , 李岩 . 双折射外腔双频激光器光回馈. 激光技术, 2007, 31(5): 459-461.
[18]	潘卫军 , 张庆宇 , 张强 , 李华 , 吴郑源 . 多普勒激光雷达的飞机尾涡识别方法. 激光技术, 2019, 43(2): 233-237. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.02.016
[19]	刘敏 , 张勇 , 孙皆宜 . 含补偿腔的自混合干涉效应研究. 激光技术, 2010, 34(2): 206-209. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.017
[20]	万新军 , 张书练 , 谈宜东 . LD抽运微片激光器光回馈技术的研究进展. 激光技术, 2006, 30(1): 9-12,30.

点击查看大图

计量

文章访问数: 4782
HTML全文浏览量: 680
PDF下载量: 131
被引次数: 0

基于时频分析的自混合干涉信号处理方法研究

通讯作者: 李泽仁, zeren109@21cn.com;

作者简介: 刘盛刚(1983-),男,硕士研究生,现主要从事激光干涉测速技术研究.

1. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳, 621900

收稿日期: 2008-09-19
录用日期: 2008-10-19
网络出版日期: 2009-12-25

基金项目: 中国工程物理研究院基金资助项目(2008B0403038)

关键词:

摘要: 为了解决条纹计数法和相位分析法处理自混合干涉信号的不足,提出了一种基于时频分析的自混合干涉信号处理方法.采用时频分析技术获得自混合信号频率随时间的变化,利用激光与外部物体相互作用后的多普勒频移与信号频率相等的关系,非常方便地获得了外部运动物体的速度历史信息.结果表明,该方法处理自混合信号简单有效,且有较高的处理精度.