基于二次偏振調(diào)制的高精度絕對距離測量技術(shù)研究.pdf

1、測量技術(shù)在某種程度上推動著所有科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展。長度作為7個基礎(chǔ)物理量之一，它是所有幾何量測量中不可或缺的部分。傳統(tǒng)的絕對距離測量技術(shù)主要針對飛行時間信息或相位變化信息進(jìn)行檢測，測量精度很大程度上依賴于測試工具、儀器的精密程度。
　　針對現(xiàn)有的相位距離測量方法在鑒相精度和電路附加相移上所存在的問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于二次偏振調(diào)制方法的絕對距離測量系統(tǒng)。采用二次偏振調(diào)制的方法對傳統(tǒng)的相位測距技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。基于二次偏振調(diào)制的測距系統(tǒng)

2、能夠直接在同一相位調(diào)制器上對兩次調(diào)制信號的相位差進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，無需與本振信號鑒相和其他的電路元件，大大簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。采用變頻的方法替代傳統(tǒng)的鑒相方法，這樣系統(tǒng)的測量精度就不再受到鑒相問題的困擾。本論文將這兩種方案融合在一起，對兩種方案的原理和可行性進(jìn)行了深入分析，最后提出了具體的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
　　完成了對基于二次偏振調(diào)制的測距系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、測量范圍能力的測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于變頻測距的實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定度優(yōu)

3、于10-6，測量精度可以達(dá)到±10.6μm@4.5m。并且對一段200米長的光纖進(jìn)行了實(shí)際測量，得到了清晰的調(diào)制頻率與系統(tǒng)輸出的曲線。證明了基于二次偏振調(diào)制方法的絕對距離測量系統(tǒng)具有進(jìn)行高精度絕對距離測量的能力。
　　針對測距系統(tǒng)體積過大，不利于以后的工程化產(chǎn)品化的問題，我們對測距系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對系統(tǒng)中的核心控制模塊Zynq開發(fā)板以及微波源模塊進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，給出了兩個模塊的具體參數(shù)和性能指標(biāo)。提出了嵌入式系統(tǒng)信號