高精度双干涉光路调频连续波激光绝对测距系统

调频连续波激光测距具有无盲区、非接触测量和绝对测距等优点,但是由于可调谐激光器光频率调制非线性对其测量精度的影响,限制了调频连续波激光测距在精密测量领域中的应用。针对调频连续波激光测距中测距精度受到激光器光频率调制非线性的影响,提出了双干涉光路调频连续波激光测距方法,利用两个干涉系统得到的干涉条纹数量的比值计算得到被测目标的距离,消除了激光器光频率调制非线性对测距精度的影响,实现了65 m的测量分辨率和15 m的重复测量精度。该方法无需对激光的波长进行测量,也无需对激光器进行锁频,系统组成简单,在工业大尺寸测量、空间技术、测绘等领域有着广阔的应用前景。     

基于自适应滤波机理的脉冲激光近程探测云雾干扰滤波方法

针对云雾环境对激光近程探测系统测距精度的影响,提出了一种变步长自适应滤波方法。首先结合脉冲激光近程传输理论和Mie散射理论,建立脉冲激光云雾传输后向散射模型,在此基础上甄别、分离出云雾环境下脉冲激光回波的干扰信号;然后根据干扰信号的特征,采用自适应滤波方法滤除云雾干扰回波信号,研究了云雾干扰下激光回波的脉宽、峰值和回波时刻这三种随机干扰因素对滤波性能的影响;最后在实验室云雾环境下验证了所提滤波方法的效果。结果表明:在不同的激光回波脉宽、功率以及回波时刻下,所提自适应滤波方法具有良好的滤波效果和抗干扰性能,能有效提高脉冲激光近程探测系统在云雾环境下的测距精度。     

激光烧蚀成形光路与激光三角测量光路的集成

针对激光烧蚀不能严格控制沿光轴方向尺寸精度的问题，本文研究将激光三角测量光路集成于激光烧蚀光路，测量数据反馈控制脉冲激光，讨论了光路集成中的若干问题。     

基于单光路偏振复用的微波瞬时频率测量方案

提出一种基于单光路偏振复用技术的微波瞬时频率测量方案.该方案仅需要一个双偏振-双驱动的马赫-曾德尔调制器来提供受激布里渊散射所需的泵浦光与探测光.与现有的双路布里渊散射方案相比,本方案结构简单,系统体积明显减小,泵浦光与探测光干涉稳定且可控,且系统的稳定性增强了.待测微波信号经过载波抑制双边带调制后作为泵浦光,扫频探测信号经过相位调制后作为探测光,利用受激布里渊散射效应实现从相位调制到强度调制的转换.通过建立扫描频率与输出光功率的映射关系,实现了微波信号瞬时频率测量.此外,建立了理论模型和仿真模型来分析泵浦光波长抖动、直流偏置点漂移、电移相器相位漂移,以及泵浦光、探测光偏振状态偏移对频率测量精度的影响.研究结果表明,该方案可以实现30 GHz以上微波信号的频率测量,且最大绝对测量误差不超过30 MHz,相对测量误差低于2％.该方法通过增大扫频探测信号的扫描范围和调制器的调制频率范围,可进一步扩展频率测量范围,在低成本、宽频谱的雷达侦测领域具有良好的应用前景.     

恶劣气候背景下基于CNN的毫米波近程测距技术研究

提出了一种在恶劣气候环境下提升毫米波近程测距抗干扰能力的方法。针对传统近程测距中所使用的对称性三角波线性调频多普勒体制对回波相位一致性要求较高,“能量积累”等传统抗干扰方法在强降雨等恶劣气象下无法对杂波进行有效抑制等问题,提出了基于卷积神经网络的信号处理模型,建立了恶劣气候环境下的近程测距智能化抗干扰处理架构,给出了在极低信杂比环境下雨雪杂波的普适性抑制方法。经过抗干扰处理后的测距信号信杂比提升6 dB以上,显著提升了恶劣气候背景下近程测距的精度。     

基于激光动态探测机理的目标回波特性

针对激光近程全向动态探测问题,基于激光动态扫描探测机理,在激光近场探测理论基础上,推导出基于激光动态探测机理的目标回波轮廓波形方程,分别从理论推导和实验分析两方面入手,研究了目标回波特性影响机理。结果表明:随着发射功率的增加,回波信号幅值提升幅度较大,脉宽压缩;随着激光发射脉宽的增加,回波信号幅值呈现快速下降,且脉宽展宽;随着光束发散角的提高,回波幅值缓慢降低且脉宽展宽;随着目标距离的增加,回波信号幅值迅速降低且脉宽展宽。     

基于库德光路的小型激光定向发射装置设计

根据激光发射与光学跟瞄一体化结构设计需求,本文基于库德光路设计加工了一套小型激光定向发射装置,其光学成像探测视场和激光发射共光轴,并开发了二维转台控制系统及软件,能够控制激光定向发射到指定空域内任意方位目标。利用激光定向发射装置和控制软件,完成了对实验室内目标手动光学瞄准和激光打击一体功能实验。     

基于TDC算法的激光内光路精细矫正

传统的激光测距方法是通过计算激光在整数个系统时钟周期内传输的距离实现的。对于测量精度要求较高的系统,此种方法不可采取。根据多通道激光三维雷达系统的需要,解决每一通道的内光路脉冲与系统测量时钟之间延时量的技术问题,提出了一种基于时间数字转换(TDC)算法的激光内光路矫正方法,并采用verilog实现基于TDC算法的IP核设计,并高度集成于多通道采集系统中,算法的时间分辨率可达100ps,提高了激光三维雷达的多通道距离测量精度。     

基于联合概率分布的激光有源干扰效果分析

在综合考虑导引头波门、制导激光时间稳定度、干扰激光时间稳定度、干扰激光光程差的时间修正量等因素的基础上,根据制导激光概率密度函数和干扰激光概率密度函数,推导出制导激光与干扰激光的联合概率密度函数,建立了干扰激光超前于制导激光进入导引头波门的概率模型,并通过仿真实验分析得出最优超前时间量的范围。     

基于单棱镜复用的轴向可调式共光路干涉相位成像系统

基于干涉成像原理,提出了一种结构简单的轴向可调式共光路干涉成像系统的设计。该设计充分利用光路可逆性和分光棱镜的反射、折射特性,先通过棱镜将入射光分为两束平行光,一束照射到样品上被反射载物台反射作为物光,另一束则直接被反射作为参考光,然后利用上述棱镜使反射回的物光和参考光合束发生干涉。通过调整棱镜的分光层与光轴之间的夹角可分别实现不同类型的干涉。分别以傅里叶变换和三步相移范数法为例对实验获得的干涉条纹进行相位恢复,并通过对结果的分析评估了系统的性能,对设计用于生物细胞相位成像的可行性进行了论证。所设计的系统结构简单、操作方便、系统误差小,可为均质细胞的无损免标记形态检测提供一种简单易行的方法。     

基于环形光路纳秒激光脉冲展宽技术研究

从理论上分析了影响激光脉冲宽度的因素,建立了脉冲展宽与各影响因素之间的数学模型。通过 Matlab 软件模拟分析了不同因素对脉冲展宽的影响,分析得出在一定条件下,脉冲展宽效果最佳时分束镜反射率 R ＝0.38,光学腔长 L ＝940 cm。对 Nd ∶YAG 脉冲激光器纳秒激光进行了脉冲展宽实验,测试了脉冲宽度随着泵浦电压的变化情况。选取了泵浦电压为730 V,分束镜 R 为0.38,在初始脉宽为37 ns 的条件下通过改变腔长将激光脉冲分别展宽到37.5 ns,42 ns 和55 ns,实验数据与理论分析的误差分别0.98％,0.74％和2.1％。实验数据分析验证了建立的数学模型是可行的。     

WDM疏导网络中基于光路的动态恢复

针对波分复用(WDM)网络中单链路出错的生存性流量疏导问题,文章提出了一种基于光路的动态恢复机制(DRAL).DRAL不预留任何资源,当链路出错时,通过在网络中动态地发现资源来对错误链路进行恢复,将一个出错的光路转发到一条新建立的光路或其他可用的光路上.仿真结果显示,DRAL拥有很高的恢复概率.     

基于邻居监测的时隙动态复用算法

提出一种基于邻居信道监测的信道时隙动态复用算法,在保证每个节点获得周期性时隙的同时,可以无冲突地对信道进行空间复用,获得额外的动态时隙资源,提高节点占用的信道带宽和信道资源利用率,提高节点的随遇接入与自适应能力,同时满足周期性信息与突发信息的传输需要。可应用于具有较大节点数量与部署范围的战术通信系统。     

基于CTMU技术的激光脉冲测距的设计

脉冲式激光测距仪原理简单,集成化和小型化较好,但测量精度较低,或精度高设计难度大。本文采用单片机的CTMU技术,提出了一种高精度测距的实现方法。文中介绍了CTMU的原理及与AD转换单元连接、CTMU进行时间测量的原理、CTMU测距仪的分辨率分析、脉冲激光测距的更长动态范围设计。实验结果表明,该设计结构简单,体积小,数据...     

卫星测距的激光系统

本文讨论了在希腊迪奥尼索斯的雅典卫星跟踪站对装有角反射器的卫星进行测距的红宝石激光系统。发射机是一台100兆瓦、1焦耳、10毫微秒的红宝石激光器,安装在手动的俯仰-方位装置上。该装置上的接收机是-40厘米的卡塞格伦望远镜,其焦点上有一光电倍增管。Q调红宝石激光器输出10毫微秒的光脉冲指向卫星,并由卫星上的角反射器反射到地面上的光电倍增管。由光经过的时间就可求出卫星的距离。系统在1968年9月已正常运转,并做了近一千次成功的测距试验,精度达几米。     

激光对人造卫星的测距

一前言人造卫星围绕地球运转,由于地球是一个扁球体,并且还受到大气阻力等因素的影响,它的轨道时刻都住变化着。精确地测量卫星的轨道和轨道的变化就是一个很重要的课题。采用激光对卫星进行测距,其特点是能大大提高测量精度,一般情况下,对于一千公里的距离取得几米或者一米的精度是不困难的。如果对影响测距精度的因素(如:光在空气中的传播速度、光的绝对速度、大气折射、地球曲率以及当地的气候条件等)进行修正,则可     

大型激光系统光路的自动准直

提出利用伺服控制系统调整大型激光系统的光束的思想,由此编排的计算机程序能使激光系统光路自动准直,准直精度达到预期要求.