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。     

基于气体池信号拼接的高精度调频连续波激光测距

在双光路调频连续波激光测距系统中,辅助光纤的长度标定精度直接影响了系统的测距精度。提出一种基于氰化氢气体池信号拼接的辅助光纤标定方法,通过提高辅助光纤标定精度进而提高系统测距精度。深入研究了基于氰化氢气体池标定方法的原理,为减小数据采集系统负担,利用信号拼接的方法进行改进。实验表明,与传统激光干涉仪的光纤标定方法相比,基于气体池拼接的标定方法具有更高的稳定性,同时,在3.8 m测量范围内,采用该标定方法的测距系统与干涉仪标准距离值误差不超过14μm,测量标准差低于17μm。     

纵向循环流动调频连续波一氧化碳激光器

本文叙述了纵向循环对流式调频连续波一氧化碳激光器的研制工作,报导了激光器在慢速和快速流动两种工作方式下的运行实验。在气体配比为O_2∶CO∶N_2∶He=10∶80∶150∶800(ml/min),总气压P=14.2Torr,放电电流I=14mA的慢速流动条件下,单线输出功率达到4.55W。在60∶100∶100∶800(ml/min)配比和6.0Torr气压下,快速流动使单线功率从慢速流动的1.92W提高到4.74W。增加外冷却,在I=24mA时,最佳输出功率达到了6.34W。     

利用调频／连续波测距技术的强度调制二极管激光雷达

本文介绍了把调频雷达测距原理用于非相干激光雷达的基本的情况，简单地讲，激光雷达发射机输出为射频副载波的幅度调制形式，其自身为线性调频。负载波信号可有一几十至低的几百兆兹的起始频率和一几百兆至低的千兆赫兹的截止频率。根据一般的ＦＭ雷达理论方程式，选择起止频率差ΔＦ来实现理想的距离分辨力ΔＲ，ΔＲ＝ｃ／２ΔＦ，式中ｃ是光速。用光电二极管非相干探测出目标反射光，并转换成电压波形，然后，该波形与初始调制波     

一种调频连续波干涉仪激光波长稳定性测量方法

针对调频连续波干涉测量系统中半导体激光光源存在波长漂移的问题,提出了一种基于干涉腔的调频连续波激光波长稳定性测量方法。首先推导了波长漂移量的测量理论,确定了位移-波长漂移量的变化系数,然后设计了拍频信号波长漂移量的解调算法,最后搭建了调频连续波干涉腔测量系统并进行了实验验证。结果表明,波长漂移量的测量分辨率为0.016 pm,波长漂移解算速度达50/s（测量时间为0.02 s）,相比光学拍频法和干涉比较法,测量速度有较大的提高。激光器持续工作1 h,测量标准差为0.049 pm,平均中心波长稳定性在0.19×10^-6内。该方法在光纤传感和精密干涉测量领域有较好的应用价值。     

单片共面94GHz调频连续波雷达传感器

本文介绍了一种采用０．１５μｍＡ１ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰＭ－ＨＥＭＴ技术的低功耗９４ＧＨｚ单片集成共面调频连续波雷达的芯片。此芯片包括ＶＣＯ、数个ＧＨｚ的电调范围,发射和接收放大器,混频器和定向耦合器。单片微波集成电路仅８ｍｍ＾２,在０．７Ｗ的直流电能消耗中传输射频功率达１０ｍｗ。接收机噪音系数为６－７ｄｐ,变频增１０ｄＢ。     

连续波调频技术用复用的光纤气体多点传感系统

本文提出并实验完成了一种新型的光纤气体多点传感系统。利用连续波调频（FMCW）技术复用多个气体吸收型光纤传感器,成功地实现了有两个传感探头的气体传感器阵列,系统最小的可探测气体（乙炔）浓度大约为300ppm(2.5cm气体吸收盒,一个大气压）。     

调频间断连续波雷达信号处理分析与仿真

调频连续波雷达具有诸如低峰值功率,低截获概率以及高距离分辨率等优势.然而,其主要缺点是对收发天线较高的隔离度要求.这通常导致采用两个独立天线用于发射和接收.一些方案采用调频间断连续波技术使得调频连续波雷达可以用一个天线工作提高收发隔离度.本文对调频间断连续波体制雷达信号进行分析,利用二次FFT处理算法解决频谱延展造成虚...     

基于测距传感器的WMPS非接触测量方法

为了解决现有的工作空间测量定位系统（WMPS）中柔性待测物表面形变及大尺寸测量空间内遮挡等问题,提出了一种基于测距传感器的非接触测量方法,并设计了基于该方法的测量靶。首先建立了该方法的测量模型,将测量靶抽象为若干个控制点和一个矢量;然后通过发射站的数学模型推导出了测量靶姿态迭代解算方法,并通过单位四元数估计法给出了该迭代算法的初值生成方法;最后采用自标定方法对测量靶进行了参量标定,并依托天津大学研制的WMPS系统进行了精度验证实验。结果表明,该测量靶的重复性测量精度为1mm,距离测量精度为2.5mm。该方法使得WMPS系统的测量范围扩大并保持了较高的空间3维坐标测量精度。     

基于相位拼接的调频连续波激光雷达跳模影响消除方法

为了消除激光跳模对调频连续波激光测距的影响,提出了一种基于重采样信号相位拼接的跳模影响消除方法.该方法利用重采样信号相位展开求导的结果来定位激光跳模发生的时间,并对重采样信号跳模处两端的峰值进行相位拼接来去除跳模段的重采样信号.通过对相位拼接后的重采样信号进行Chirp-Z变换可以得到不受激光跳模影响的目标距离谱.系统对光程约为21.16 m的延时光纤进行多次测量,实验效果证明此方法可以消除调频激光跳模对距离测量的影响,并实现了 12 μm的测距标准差.     

自触发脉冲激光测距飞行时间测量研究

提出一种新型脉冲激光测距方法——自触发脉冲飞行时间激光测距方法。运用该方法有效解决了传统脉冲激光测距法中存在的提高测量精度和缩短测量时间两者之间的矛盾。对该方法及本质特点进行了详细描述和理论分析,并给出用于描述该方法的基本方程。其飞行时间测量系统的设计很大程度上决定了自触发脉冲激光测距的测量精度和测量速度。设计并实现了基于CPLD的自触发脉冲激光测距飞行时间测量系统。CPLD的使用提高了测量精度,并且结构简单,体积小,可靠性高,非常适合高性能便携式的激光测距仪。     

脉冲激光测距系统及其算法研究

随着激光测量技术得到广泛应用,因此提高激光测距精度成为了一个热门的研究内容。本文首先主要介绍脉冲式激光测距的原理[1],为了精确检测回波信号,本文采用了门限法去除回波噪声[2]。基于能够有效地提高测量精度的目的,本文讨论了几种减少时间间隔测量误差的算法,结合系统的要求,提出一种在现场可编程门阵列（FPGA）中实现脉冲计数法与时间数字转换法相结合的方法来提高时间间隔测量精度[3－5]。实验结果表明,采用的测距算法有效地提高了测量精度。     

脉冲激光测距机的测距误差分析

从理论上分析了脉冲激光测距机的测距误差,主要由晶体振荡器的振荡频率稳定度、接收系统的响应时间以及激光脉冲宽度三个因素的影响所致,测距误差范围是-5m～10m.     

自增益电路在激光测距中的应用

文中为了实现在信号接收系统中接收信号强弱自动控制的需求,提出了一种自动增益控制（AGC）的设计方案,并且以两级放大器AD603为核心控制芯片,设计了一种应用于相位法激光测距的自动增益控制电路。经过实践证明,这种方法有效地解决了因测量距离的远近不同而导致回波信号幅度变化大的问题,从而减小了后续电路的处理难度,达到了设计要求。     

脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析

在脉冲激光测距时间间隔测量系统中，传统的数字时钟计数法受限于计数时钟的频率，测量精度不高。由于模拟插入法具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点，广泛应用于脉冲激光测距时间间隔测量系统中。介绍了模拟插入法时间间隔测量的原理，设计了其测量系统及相应的测试电路。利用该系统进行了实验研究，达到了100ps的时间间隔测量精度，对应于1．5cm的测距精度。最后，进行了测量误差分析。     

基于时差法的高精度脉冲式激光测距系统

提高脉冲法激光测距系统的精度关键在于计时.文中结合高精度计时芯片TDC-GP2和低功耗单片机MSP430F149,采用时差法设计了一种高精度脉冲式激光测距系统.该系统通过TDC-GP2的Start、Stop1和Stop2三通道的时差测量消除硬件电路的时差,多次测量后,单片机进行了软件均值处理,提高脉冲式激光测距系统的精度至0.1m.     

激光通信测距技术发展现状及趋势研究

综述了国内外激光通信技术和激光测距技术的发展现状,指出由于空间条件等的限制,激光通信和测距的复合需求不断增加,激光通信测距一体化技术将成为未来发展趋势.在此基础上,深入分析了国外激光通信测距一体化技术研究进展,最后对激光通信测距技术的前景进行了介绍.