介绍一种基于相位式激光测距的高动态、高准确度测距系统.系统引入光频调制技术实现激光拍频产生高频调制信号并完成信号的高速变测尺调制.在对回波信号进行鉴相时, 为降低鉴相偏差采用无窗全相位谱分析并实现对测量信号的相位计算.计算表明, 该方法可以有效抑制频谱泄露, 减小噪声对测量结果的影响, 提高鉴相准确度.实验表明该测距系统可以有效地解决相位法测距中存在的抗干扰能力差、距离模糊较难抑制等问题, 调制信号频率为100 MHz、信噪比为30 dB时测距准确度优于0.5 mm.

为了提高傅里叶望远镜(FT)的成像质量, 实现对运动目标的高分辨率成像, 研究了能抑制由声光移频器移频误差、光学器件偏差及信号采样截断等产生的频谱泄漏且能实时计算信号频率的数据处理方法。首先, 采用全相位预处理技术对外场静态目标的采样信号进行处理; 通过搜索算法得到每束干涉光的整点频率最大值。然后, 基于apFFT谱分析时移相位差校正法计算每束干涉光的真实频率。最后, 对非整点频率解调, 采用5点最小二乘拟合方法, 得到目标的傅里叶分量信息。实验结果表明：与传统方法相比, 本文提出的数据处理方法得到的重构图像的斯托里尔比(Strehl)相应提高了3%。另外, 本文方法对频谱泄漏的抑制能力更强; 对静态目标实验数据进行处理后,重构图像质量有一定的提升; 该方法也为运动目标的成像数据处理提供了参考。

提出基于全相位谱分析的自混合干涉信号处理方法，用于减小激光自混合干涉位移测量的误差。首先，基于三镜法布里-珀罗腔模型介绍了自混合干涉系统的数学模型，分析了自混合干涉信号的产生机理和特性。然后，研究了弱反馈条件下自混合干涉位移测量方法，采用全相位谱分析算法进行相位测量，重构外部反射体位移曲线; 讨论了信号处理算法原理并进行了算法仿真。最后，进行自混合干涉位移测量实验，并给出压电陶瓷位移测量实验结果。结果表明，全相位谱分析算法可将自混合干涉位移测量误差减小到4.4 nm; 应用全相位谱分析算法分析自混合干涉信号，可在不增加外部光学元件的前提下将位移测量误差减小到纳米量级。