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激光光譜探測中快速傅里葉變換

資 源 簡 介

激光光譜探測是激光偵查、激光告警、污染物檢測等領域中采用的重要技術。通過對來襲激光的光譜特征進行識別,可以為光電對抗提供依據。本文在分析和研究現有激光光譜探測技術的基礎上,提出了通過非掃描M-Z干涉法來獲取激光信號的相干圖,并對該圖進行快速傅立葉變換,從而實時獲得激光光譜的技術。 在研究中,由M-Z干涉具形成的激光干涉條紋經CCD相機轉換后以時間序列依次輸出電信號,該時間序列的快速傅立葉變換用FPGA實現。論文依據告警系統響應時間和信噪比的要求,確定了探測器陣列的結構類型和有關參數;設計了CCD相機和FPGA的接口電路;編寫了數據傳輸和存儲模塊。 在快速傅立葉變換的實現上,首先確定了采用基2按時間抽取的方法作為實現算法;應用型號為XC3S400的FPGA芯片,依靠ISE8.1軟件開發平臺,用硬件語言編寫了精度為10位,序列長度為512點的快速傅里葉變換程序,并將所有程序成功下載到FPGA的配置芯片中。 此外,論文還設計了顯示、電壓轉換、FPGA配置電路。最后,對設計的快速傅里葉變換模塊進行了測試,將FPGA運算結果與理論計算結果進行了比較,結果表明FPGA計算結果達到應有的精度,運行速度可以滿足激光光譜的實時探測要求。

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