激光主动成像系统探测距离方程的研究

为了计算激光主动成像系统的探测距离,借助于激光照明模型,根据成像过程中影响系统成像质量的因素,推导了激光主动成像系统的探测距离方程.根据相机发现识别目标所需要的信噪比阈值,脉冲激光器、ICCD接收器的性能指标,大气消光系数等参数,估计了激光主动成像系统的最大探测距离.利用工作波长为0.532μm的固体激光器,Basler 201b相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,进行了主动成像实验,并对系统最大距离方程进行了仿真与验证.     

激光主动照明成像实验研究

激光照明成像系统为主动光学系统。在低照度情况下,使用激光对远距离目标进行照明,最终利用激光回波在CCD上成像。通过对激光经大气传输后回波功率的研究,对激光照明成像系统作用距离进行推导。利用886 nm固体激光器和CCD相机建立实验系统,验证利用激光照明在主动探测中的可行性。     

532nm激光距离选通成像系统

实现了一套基于532 nm波长的距离选通成像系统,并选择了几种典型环境进行了相应的原理验证实验。采用532 nm的全固态调Q脉冲激光器作为主动照明激光,激光单脉冲能量可以在35~100 mJ之间调节,系统接收望远镜口径为200 mm。采用PIN探测器获得激光脉冲发射时间,并控制目标成像的曝光时刻。成像探测器采用ICCD(intensified CCD),最小曝光时间为2 ns。通过实验对比说明该系统能够在小雨天或者有烟雾的情况下正常工作,但是获得图像的信噪比会有所下降,同时能够在强光背景干扰的环境下获得目标的图像信息。该套系统的原理验证性实验能够为距离选通成像技术的进一步发展提供重要参考。     

一种改进的基于DSP的激光距离选通成像系统

采用激光束主动照明,是对远距离暗目标进行成像探测和精确跟踪的有效途径.从激光距离选通成像系统的成像关系出发,分析了距离选通方式和非距离选通方式下的激光距离选通成像系统的信噪比,从理论上说明了采用距离选通技术可以有效地抑制后向散射等背景噪声.讨论了激光距离选通成像关键技术,分析了传统的激光距离选通成像系统的缺点,提出了一种改进的基于数字信号处理(DSP)的激光距离选通成像系统.该系统利用快速DsP控制器完成测距和距离延迟,产生纳秒级的选通脉冲选通ICCD摄像机,实现距离选通.该系统克服了传统的激光距离选通成像系统需要已知距离,需要精确测量激光器的传输时间延迟等缺点,可以获得目标的距离信息和距离选通图像.     

激光主动成像系统同步控制板的设计与实现

激光主动成像系统是以激光为光源,对远、小、暗或者恶劣天气条件下的目标进行照明,利用CCD摄相机接收目标的回波信号最终成像,从而实现对目标的跟踪、探测和识别。为了克服主动成像系统的大气后向散射,提高成像质量,利用单片机和CPLD设计了距离选通同步控制板。利用同步控制板可产生精度为1 ns的选通控制脉冲,实现了激光器与摄相机的同步控制,以时间的先后分开不同距离上的后向散射和目标反射回的有用信号。仿真和实验结果证明:该控制板能确保目标的回波信号刚好在摄相机选通工作的时间内到达摄像机并成像。     

距离选通式半导体激光夜视系统

距离选通式半导体激光夜视系统是采用高功率脉冲半导体激光器作为夜视系统的照明光源、以微光管作为接收传感器的主动成像夜视系统。介绍了半导体激光夜视系统中所采用的高质量脉冲半导体激光光源技术及距离选通技术。其中光束准直整形技术和改善光场均匀性技术是脉冲半导体激光夜视系统的关键技术。距离选通式激光夜视系统消除了脉冲激光带来的后向散射及杂散光的干扰,提高了接收信噪比,可获取清晰的夜视图像。实验证明采用距离选通式半导体激光夜视系统可在很差的气象条件下工作,并可获得清晰图像,作用距离达5 km。该系统不仅用于军事领域也可用于边防、公安、搜救、监控等其他领域。     

距离选通在水下激光成像系统中的应用

介绍了距离选通水下激光成像技术的原理及其技术进展,并具体设计与实现了一种新型的水下激光成像系统。距离选通成像方式是一种减小水介质后向散射的有效方法,利用水介质对可见光光谱的低损耗窗口效应,采用蓝绿波长的脉冲激光器提供主动照明,CCD作为接收器,可在提高目标场景照度的同时,减小后向散射的影响,实现水下距离选通激光成像。实验证明,水下距离选通激光成像技术可以克服传统水下成像的缺点,具有成像清晰,对比度高,不受环境光源的影响等优点,已成为国内外重点研究的关键技术。     

天基可见光相机探测距离仿真分析

探测距离是衡量空间目标天基可见光相机探测、识别能力的一项重要指标.本文从辐射度学和光度学出发,通过对目标光度特性、天空背景特性、CCD噪声特性进行计算分析,建立了信噪比模型,信噪比模型是关于探测距离和成像像元个数的隐式.根据Johnson法则中成像像元个数与探测效果的对应关系,得出探测信噪比、探测距离与探测效果之间的关...     

基于EMCCD的激光主动成像参数分析

摘要：分析了EMCCD成像噪声,建立了EMCCD成像信噪比模型,并推导出基于EMCCD的激光主动成像信噪比模型,最后,仿真大气水平传输、大气斜程传输和空间传输情况下,基于EMCCD的激光主动成像的探测距离和激光功率与成像信噪比之间的关系。     

脉冲半导体激光束并合参数研究

采用光束并合的方法可以提高脉冲半导体激光器峰值功率以及远场光斑的均匀性,从而提高激光主动成像系统的作用距离,并实现系统的小型化。首先应用指数高斯光束传输模型推导了并合光束的远场能量分布,并采用Matlab 仿真软件对影响光束并合效果的各激光器间轴线夹角、各激光器延迟时间以及并合激光器的间距等参数进行研究,最后进行光束并合实验,获得了1.5 km 外目标的选通成像图像,对比了不同并合激光数目对成像性能的影响,验证了光束并合方法可以有效地改进成像质量。     

基于模糊理论的雷达距离跟踪器设计

在介绍模糊理论的基础上,提出一种基于模糊理论控制的雷达自动距离跟踪器设计,并针对实际工程应用,详细论述该距离跟踪器的设计原理和实现方法。仿真结果表明,该距离跟踪器具有收敛速度快、抗干扰能力强、跟踪精度高等优点。     

连续波雷达测距中的解模糊技术

研究连续波雷达测距中的距离模糊问题，分析几种常用解模糊方法的性能，并讨论参差比的选取对测距范围的影响。     

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。     

距离选通水下激光成像作用距离简化核算方法

距离选通水下激光成像技术通过控制成像模块的阴极快门时间,从时域上屏蔽大部分可进入成像模块的光信号,能有效抑制水体后向散射对激光成像系统探测性能的影响,提高作用距离。距离选通水下激光成像设备的作用距离与水质条件有关,文章给出了一种关于作用距离的有效简化计算方法,根据该方法,可得出设备在不同水质的作用距离。     

激光三维扫描仪距离像的平滑和建模

采用激光三维扫描仪对物体表面进行测量时,得到的距离像中通常含有较大的误差。本文采用小波变换的多分辨率特性,给出了一种自动距离像平滑方法,处理后的结果很好地保留了原始距离像中细节部分的信息。本文还给出了一种快速的结构化距离像建模方法,直接利用距离像数据点之间存在的领域信息生成以三角形网络表示的曲面。实验结果表明了本文提出的方法的有效性。     

电离层对P波段星载SAR信号距离特性的影响

P波段星载合成孔径雷达(SAR)因其穿透特性而受到关注,但是电离层中的自由电子对P波段星载SAR电磁波的传播有较大影响。文中结合工程适用的电离层电子浓度剖面模型,分析了背景电离层电子浓度随时空变化将会引起SAR图像距离向的偏移,同时电离层的色散效应会导致SAR压缩后的波形展宽,使距离向的分辨率变差。仿真结果为P波段星载SAR系统设计提供依据。     

多站干扰机载预警雷达效能分析

对机载预警雷达的干扰是地对空雷达干扰系统的主要任务之一。通常采用多部干扰机同时干扰一部雷达。本文推导了多部干扰机干扰空中预警雷达的干扰方程,仿真了多系统联合干扰机载预警雷达,地空干扰系统掩护运动目标时目标的暴露区。通过仿真结果分析,为干扰站的有效配置提供支撑。     

基于距离分段的目标长时间积累方法研究

目标长时间积累是弱小目标检测的有效手段,但目标跨距离门走动使常规积累方法效果不佳。文中首先利用雷达系统的重复频率信息,给出基于最大探测速度的脉冲积累个数,实现脉冲分段和段内脉冲的相参积累;然后基于最小熵实现了距离包络对齐,完成脉冲组的非相参积累,该方法能有效解决目标能量长时间积累中的跨距离门问题。最后,利用仿真验证了该方法的有效性,具有一定的工程价值。     

P波段雷达天线室外远场测试

为了设计一个适用于P波段雷达天线测试的天线测试场,针对P波段雷达天线在室外远场测试时较难控制的地面反射问题,采用几何光学方法,结合具体实例,对斜距场法、等高场法、脉冲测试法和地面反射场法几种室外远场测试方法进行了分析;根据分析结果并结合实际地形条件,选取了地面反射场法作为测试方案;应用FEKO软件对测试场静区处的幅度和相位进行了仿真,得到该场地静区处的合成场能够满足天线远场测试要求的结论。     

高重频步进频雷达测距解模糊脉冲编码方法

和常规雷达相比,频率步进雷达脉冲重复频率高、测量不模糊距离短,降低了雷达的有效作用范围并易引起成像多目标混淆。其结果限制了频率步进雷达作为一种高分辨率雷达在实际中的使用。文中从数学上分析了存在问题的原因,提出了一种能解测距模糊的步进频率脉冲编码方法。该方法能区分出相隔一个或数个脉冲重复周期的目标,具有物理意义明确,易于工程实现等优点。计算机仿真验证了该方法的可行性。