飞机结冰被航空界认定为影响飞机飞行的六大气象因素之一,对于飞机飞行安全具有重大危害。光纤结冰传感器提供了一个很好的解决方案。考虑到光纤结冰传感器受到背景光、电子热噪声等的影响,本文提出了基于数字相关的弱信号检测的方法,用于检测被噪声淹没的有用周期信号。运用这种技术可以测量到一般方法很难测量的微弱量,使微弱信号测量的精度得到很大提高。本文介绍了噪声产生的原因和噪声的统计特征,通过对数字相关解调器工作原理的研究,针对光纤结冰传感器的特点,提出了光纤结冰传感器微弱信号检测的总体设计方案。设计了数字相关算法,并以labwindows8.0为基础进行了一系列算法仿真,验证了相关算法检测微弱周期信号的可用性。进行了基于TMS320LF2407A的数据采集板的软硬件设计。用信号发生器产生1KHz的方波信号、正弦信号和混有二次及三次谐波的正弦信号作为模拟被测信号,进行了高速数据采集和数字相关算法的试验,验证了该系统对强背景噪声信号的测量能达到一定的精度。最后将数据采集板用于光纤结冰试验台架测量实际信号,检测结果与模拟相关器检测的结果一致。试验结果表明,用数字相关法检测被噪声淹没的微弱周期信号的幅值切实可行。数字相关器在动态范围、线性失真,零点漂移等多方面优于模拟相关器。在弱光、小位移、微振动、微温差、小电容、弱磁、弱声、微电导、微电流等方面都有广阔的应用前景。