大气探测摆扫干涉机构及其控制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘日龙 |
| 答辩日期 | 2011-05-20 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 殷德奎 |
| 关键词 | 空间应用 光谱仪 干涉机构 控制策略 信号获取 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 基于傅立叶变换的干涉式大气探测仪是一种高分辨率光谱仪器，它具有诸多优点，可通过空间遥感方式获取高光谱分辨率、多通道的大气和地球表面红外辐射光谱，经过反演得到高精度温度、湿度及其他的气象参数。然而，对于经典的迈克尔逊型干涉式大气探测仪，外界的机械振动对仪器的影响非常大，这大大增加了仪器整体设计的复杂性。 本文对国内外各种大气探测仪进行了充分调研，提出了一种摆动扫描干涉分光实现方案，通过用对称布局的动镜摆扫式干涉机构来提高仪器的环境适应性。同时，论证了方案的可行性并提出系统技术要求。 介绍了傅立叶变换干涉光谱技术的基本原理。通过理论推导，得到了摆扫干涉机构光程差和通光口径的计算公式，系统地分析了干涉机构的信号调制度、系统信噪比、摆扫机构运动状况对干涉性能的影响，为干涉分光方案的确定进行了理论上的论证。阐述了机构驱动电机的设计过程，对电机的磁钢和弦圈进行计算，设计了干涉机构驱动电机。 建立了音圈电机驱动摆扫干涉机构的数学模型，给出了系统的传递函数关系式。依据系统的控制策略，设计了相应的控制器并进行实验仿真。采用FPGA作为系统控制芯片实现了干涉机构的全数字驱动控制系统。对前置放大级进行躁声分析，设计了干涉信号获取硬件电路，实现了对激光干涉信号进行光电检测、数据采集和数据传输。 搭建了一台摆扫干涉机构原理样机，采用He-Ne激光器作为光源，动镜和定镜都使用矩形平面反射镜。最后，对整个系统进行了性能测试，得到了控制系统性能曲线，并获取了激光干涉信号。 理论分析和实验结果表明，本课题所制定的干涉分光方案是切实可行的，为课题的后续研究提供了重要的理论和技术基础。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5254]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘日龙. 大气探测摆扫干涉机构及其控制研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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