多脉冲激光测距信号处理技术研究

多脉冲探测体制的激光测距可以有效提高目标探测能力,在这种探测体制下,根据多脉冲激光回波信号的特点,提出了基于DSP的多脉冲测距体制信号处理实现方法,并进行了实验。实验结果表明,采用三脉冲测距体制时测距仪测距能力提高了5dB。     

联合小波变换与残留干扰白化的测距仪脉冲干扰抑制方法

针对测距仪（DME）脉冲信号对L频段数字航空通信系统1(L-DACS1) 接收机产生干扰的问题,提出一种联合小波变换与残留干扰白化的测距仪脉冲干扰抑制方法。首先通过小波变换将正交频分复用(OFDM)接收机接收的信号转换到小波域;然后利用有用信号与干扰信号小波系数的差别提取DME信号小波系数,重构DME信号,并在时域进行脉冲干扰消除;最后,接收机通过信号解交织器与逆正交变换器将残留的脉冲干扰转换为白噪声,避免了残留干扰信号造成的突发性解调错误。仿真结果显示:所提出的联合干扰抑制方法可有效消除DME信号干扰,在相同误比特率（10-2）条件下,本文方法较常规脉冲熄灭方法可获得5dB以上的性能改善,提高了L-DACS1系统链路传输的可靠性。      

基于Golay脉冲编码技术的相干激光雷达仿真研究

针对相干激光雷达远场回波信号信噪比低,提取困难的问题,提出了脉冲编码技术,以改善系统信噪比,增大雷达探测距离。研究了相干激光雷达系统中Golay码的编码和解码原理,理论分析了采用脉冲编码技术对系统信噪比的提升效果。基于大气分层模型仿真生成了相干激光雷达时域回波信号。基于Golay码解码原理得到了脉冲编码系统的风速结果,仿真结果表明,时间分辨率为1s,距离分辨率为60m的情况下,使用Golay编码脉冲作为相干激光雷达的探测脉冲,在0~5.3km范围,风速误差小于3m·s~(-1)。在相同的测量时间内,相比于传统脉冲相干激光雷达,基于脉冲编码技术的相干激光雷达将探测距离提高了2.5km,提高了远场弱信号的信噪比。     

非合作目标脉冲相位式激光测距仪的测程研究

对于非合作目标的中程距离测量, 从测距范围、测量精度、速度和可靠性的折衷方面来讲, 脉冲相位式激光测距法优于常规的脉冲法测距和连续波相位法测距。在脉冲相位式激光测距中提出采用连续发射的正弦调制脉冲信号提高发射激光的峰值功率以提高测程, 但发射激光的平均功率被保持很低保证了发射激光对人眼的安全。同时根据硅雪崩光电二极管(Si-APD)噪声谱密度理论, 设计了具有温度补偿和反馈电阻噪声补偿的激光测距仪前放接收模块, 详细分析了背景光, 反向高压和反馈电阻对于Si-APD接收性能的影响。实验表明：根据该方法设计的前放接收模块使测距仪接收系统获得最大信噪比, APD工作在最佳倍增状态,从而提高测距仪的探测灵敏度和最大测程。     

基于灰度图像的光纤相干光时域反射计信号处理研究

提出了基于灰度图像直方图均衡与梯度法相结合的技术,应用于相干光时域反射计(COTDR)光纤传感信号处理,以COTDR同一光脉冲所探测得到的信号为行向量,以一组光脉冲探测得到的同一空间位置的信号为列向量,构建了相干传感信号的二维灰度图像,通过计算灰度图像的梯度,并结合图像直方图均衡处理,降低了由环境干扰所引入的噪声信号,提高了系统对振动信号的分辨力。采用该技术,基于传感光纤长度为2.5 km的COTDR系统,有效地识别了压电陶瓷所施加的振动信号。     

直接探测激光雷达模型及其性能模拟

讨论了决定直接探测激光雷达性能的信噪比方程和探测概率。开发了基于Monte Carlo方法的激光雷达回波信号模拟软件,给出了典型小脉冲激光雷达性能的模拟结果,表明:在能见度为5km的大气条件下,采用1mJ激光脉冲能量探测距离可达到5km。     

联合正交投影与CLEAN的测距仪脉冲干扰抑制方法

针对L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)以内嵌方式部署在航空无线电导航频段而产生的高强度测距仪脉冲信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机问题,提出联合正交投影与CLEAN的测距仪脉冲干扰抑制方法。接收机首先通过将接收信号矢量投影到干扰信号正交补空间的方法消除高强度测距仪脉冲干扰,然后利用OFDM信号循环前缀的对称特性,采用CLEAN算法估计信号来向,然后通过波束成形提取OFDM直射径信号。计算机仿真表明:论文提出方法可有效克服测距仪脉冲及OFDM散射径信号的干扰,提高L频段数字航空通信系统1的链路传输的可靠性。      

用于机载远程测距的单光子探测关键技术仿真研究

机载微脉冲激光测距是一种新体制的激光测距技术,通过采用单光子回波探测来实现远程测距。针对机载远程测距的应用需求,对激光回波信号、背景光特性进行了理论研究和数值计算,并完成了设计参数的仿真优化。将空间滤波和光谱滤波组合使用,有效地抑制了背景光噪声,实现了100 km的远程测距;通过双通道分光,大幅度提高了测距的动态范围,将测距盲区减小到500 m。实验表明,微脉冲激光测距系统能够有效探测500 m~100 km距离内的目标回波,探测概率PD不小于96%,虚警率PFA不大于0.3%。     

衰减片提高多脉冲Gm-APD激光雷达的探测性能

从Gm-APD的泊松统计的雪崩探测模型出发，在长死时间情况下，提出了一种提高Gm-APD激光雷达探测性能的方法。利用衰减片控制信号和噪声的强度，实现了多脉冲探测Gm-APD激光雷达的探测概率、虚警概率和测距误差的提高。研究结果表明:随着衰减片透过率的变化，探测概率存在最大值，测距误差存在最小值，将衰减片透过率控制在0.33~0.20之间，探测距离为1.5 km时，探测概率能提高1倍，测距误差可以从m量级提高到cm量级。     

集成光学高压脉冲电场传感系统中的噪声分析

给出了集成光学高压脉冲电场传感系统的工作原理,使用1.2μs/50μs高压脉冲信号作为信号源对传感系统进行测试。分析了探测到的信号中噪声的主要来源:包括传感器电极、天线及封装外壳等寄生元件产生的寄生振荡,以及含光源、光电探测器引入的电路噪声等。采用快速傅里叶变换(FFT)对信号源和探测到的信号进行频谱分析,得到信号源主要集中在0~160kHz范围内,噪声频率主要集中在大于160kHz范围内。使用基于FPGA的频域数字滤波法对探测到的信号进行去噪声处理,结果表明信号源与被探测信号的均方误差由在滤除噪声前的20.427 7降为滤除噪声后的1.867 8。     

激光测距机的测距能力与距离波门

分析了决定激光测距机测距能力的因素;给出了测距机的信噪比与距离波门之间的定量关系;说明了波门大小的选择原则和距离波门在舰用光电跟踪仪中的滤波作用。     

噪声鲁棒的动态范围压扩算法

结合基于递归平均的噪声估计算法和动态范围压扩算法,提出了一种动态调整噪声抑制临界点的动态范围压扩算法。通过对噪声水平的动态估计,实时调整噪声抑制阈值,在进行听力补偿的同时进一步提高信噪比,避免了动态范围压扩算法在放大语音的同时,噪声也被放大的问题。试验结果表明,该方法在4种不同的噪声环境下,进行听力补偿之后,相对于典型的动态范围压扩算法,信噪比平均提高约9．7dB。     

激光测距机测程指标的拟定及测试方法

根据激光测距机对漫反向目标的测距方程,分析了激光测距机测程与背景噪声之间的关系,并对目前普遍存在的激光测距机测程指标与其实际测程不符的问题进行了深入探讨,最终给出了拟定及测定激光测距机测程的一种新的有效方法。     

动态范围的分析和L波段系统动态范围的测试

分析了动态范围的三种表示方法 ,并举例说明L波段光纤链路动态范围的确定方法。     

高分辨距离像的运动参数估计

本文研究了加性高斯色噪声背景中一维高分辨距离成像中的运动估计.导弹和目标的相对运动对一维高分辨距离成像有较大影响,阶跃变频体制回波信号可以表示为多项式相位的形式,速度和加速度的影响分别体现在二次和三次多项式相位上.循环平稳处理方法对高斯色噪声不敏感,对非高斯色噪声也有较强的抑制作用,而且在低信噪比情况下工作良好.应用于低信噪比环境中.为了在复杂的地面环境中得到较好的距离像,本文采用循环平稳处理方法在较强的噪声背景下对速度进行估计,经过处理后得到较理想的距离像.     

距离跟踪回路的研究

根据精密测量雷达Ⅱ型距离跟踪回路模型 ,研究并推导了回路等效噪声带宽在雷达工程上的新公式。该公式的计算结果、实验结果与仿真结果完全一致 ,从而证明了该公式的正确性 ,为工程设计提供了理论依据     

红外搜索跟踪系统作用距离分析与计算

针对环境对红外搜索跟踪系统作用距离的影响,分析了传统作用距离方程中与环境有关的参数,进而改变了作用距离的表达形式.在新的作用距离表达式中,等效噪声功率充分反映了包括环境噪声因素在内的各类噪声的大小,通过分析探测器数字图像中噪声统计特性,并依据探测器灰度灵敏度估算了等效噪声功率,从而达到在不同的实际应用环境中估算红外系统...     

噪声干扰条件下雷达最大作用距离的估计

本文采用对数方法推导出干扰条件下的雷达最大作用距离的求解公式，并以此公式为基础分析了特殊体制雷达在干扰条件下对雷达最大作用距离的影响。对分析全程电子对抗干扰效果有重要意义。     

一个低噪声轨到轨输入输出范围的运算放大器

设计了一个轨到轨输入输出范围的低噪声运算放大器.在输入级采用电流补偿的方法来稳定该运算放大器在整个输入共模范围内的跨导,在输出级使用AB类的输出方法来提高运算放大器的输出范围,并运用双极晶体管比较低的闪烁噪声来改善该运算放大器的噪声性能,以此提高该运算放大器的动态范围.     

宽动态范围读出电路研究

为提高光电探测器的读出性能,设计的电容互阻放大器(CTIA)注入效率大于99%,线性度达99.84%。相关双采样电路(CDS)采用不同控制时序,读出电路可以工作在噪声抑制模式和两次采样模式。噪声抑制模式时读出电路平均噪声为0.91 mV,动态范围为66.85 dB,两次采样模式平均噪声为5.82 mV,动态范围扩展到90.82 dB。