运用半导体激光器进行监听以及音源定位的研究*

来源 :光学仪器 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuandt
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  摘要: 随着激光技术的不断发展,激光被应用于各个领域。针对激光在监听方面的应用,提出用光电检测原理设计并制作了一套音频监听及定位系统。将系统放置于室外距离目标10 m处,发射两束平行的激光到窗户的玻璃上并通过由两个传感器组成的接收系统来接收反射的光斑。由于室内传播的声波遇到玻璃并使其产生微小机械振动,故导致进入硅光电池的光斑发生微小位移。通过采集变化的光电流信号,还原室内声音信号内容,达到监听、定位、记录的效果。在理论分析的基础上,通过实验达到了验证效果,并以提高监听质量为目的进行方法探索,得到较好的结果。
  关键词: 激光; 语音监听; 硅光电池
  中图分类号: TN 249文献标识码: Adoi: 10.3969/j.issn.10055630.2013.01.008
  引言窃听技术由于其重要的应用意义,一直没有停止过发展。如今监听技术已经广泛使用在战争情报获取、侦破案件等重要领域。 如战争中,为得知敌方相互之间联络的内容,常把电线接在敌方通讯线路上进行窃听,以掌握战争之主动权。现在的案件侦破中,安全人员把微型无线话筒放在嫌疑人经常出没的地方,监听他们谈话内容,掌握确凿的证据。监听要求相当隐蔽,不易被发现,所以需要采用各种巧妙的方法与技术。其中激光监听由于其不易被发现,不用安装等优点,发展逐步成熟,并走向应用。采用激光技术进行监听,可以听到戒备森严,人无法接近的房间内的声音信息。激光窃听具有监听距离长,不易被发现,无需提前安装设备等优点。目前普遍的激光监听实验是采用一个有玻璃(镜子)窗的木箱(模拟房屋),在箱内放一部收录机,当收录机放音时,声波使木箱上的玻璃产生振动,经玻璃反射的激光束光斑也随之发生振动,即反射的激光光束就带有了收录机的声波信息。当振动的光斑照射在硅光电池上时,光点面积也就发生了相应变化,经光电转换可以得到声音信号[1]。但这仅仅停留在实验阶段,尚未得到真正的应用。文中通过分析激光监听技术的基本原理,提出实地进行长距离监听的方法和对声源进行定位的算法,并探索如何获得更好的监听效果的方法。1基本原理与实验装置
  1.1基本原理系统的原理框图如图1所示,由激光器以一定的角度发射两束激光打在监听目标所在的房间两扇窗户玻璃上,在各自反射角方向接收调制过的激光信号,光信号通过光电转换,得到微弱的电流信号,再对信号进行电流转电压、滤波以及放大处理,还原为清晰的音频信号。对接收到的两个音频信号进行最大相关性拟合计算,可以获得音频所在的位置。
  图1原理框图
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