近距离脉冲激光探测接收和处理

针对几十米到几百米区间的目标探测,提出了近距离脉冲激光探测接收和处理的一种设计方案。对探测接收光学系统和自动增益控制曲线进行了详细设计,对双透镜组合焦距进行了分析计算,并采用软件仿真方法对接收光学系统进一步验证优化;在自动增益控制曲线设计中,针对AD558芯片特点,阐述CPLD芯片中自动增益控制电路和放大电路的设计,并对自动增益控制曲线电路进行了仿真。试验证明探测效果较好。     

一种应用于高精度脉冲激光测距的自动增益控制方法

对高精度脉冲激光测距仪而言,引入自动增益控制技术可以在保证测距精度的前提下极大地扩展接收系统的动态范围。本文分析并讨论了激光测距仪回波接收系统中增益调整的手段,在此基础上给出了高精度测距条件下增益控制的范围,提出了一种根据实时测量的噪声和信号幅度动态调整接收系统增益的自动增益控制方法。实验结果表明,含有自动增益控制的回波接收系统可以自适应于回波功率的变化,在宽动态范围内保证高精度测距。     

空间非合作目标的天基光学组合探测系统

为了实现对天基空间非合作目标探测、成像,提出了一种空间非合作目标的光学探测、成像组合系统.该系统由两套光学子系统和转台子系统组成,成像相机子系统能够对宽视场相机给出的重点目标高分辨率成像,宽视场相机可以在大范围内自主实现对中低轨上运行的距离800 km以上空间目标的探测,并能够在目标接近到150 km～30m的范围内实现对目标的连续跟踪和成像.该光学组合探测成像系统与转台配合可以实现对目标的全域普查以及区域特定目标的详查.两套子系统之间相配合能够实现大范围、远近距离目标的识别、跟踪及成像,应用于空间飞行器防撞系统中,对于保障空间飞行器的安全具有重要意义.     

基于L298N的直流电机调速系统的设计与应用

本实验主要研究用无线控制的方式调节激光干涉仪的测量参数,以此实现其高效测量光学样品功能。实验中,直流电机调速系统软件是由TI提供的Basic RF来实现数据接收和发送,硬件是在控制模块与直流电机之间连接一L298N驱动模块,通过无线遥控板向CC2530控制板发送数据来驱动直流电机的转动以及调速,达到其在激光干涉仪中控制调整光学测量环境的重要应用。实验证明:基于L298N的直流电机调速系统可达到无线控制调节激光干涉仪的目的,使得激光干涉仪测量样品更加准确、高效。     

在CMMB系统中提高接收性能的AGC方法

文中针对移动数字多媒体广播多时隙的特点,提出了一种全新的自动增益控制（AGC）方法。根据采样得到的多媒体广播的当前信号平均功率,将增益控制信号反馈给自动增益控制电路,即重新设置Tuner的增益。如果当前信号平均功率大于设定的接收信号功率范围,则减小Tuner的增益,否则增大Tuner的增益,最终将接收到的信号平均功率调整到设定的范围内,以便接收终端能够流畅的接收播放移动多媒体广播的音视频信号、紧急广播信息以及播发的其它信息。     

超声波测距自动增益控制电路的设计

针对在测距过程中超声波的能量损耗和回波信号微弱的问题,本文在分析问题产生的基础上,利用可变增益放大器AD8338设计了超声波自动增益控制（AGC）接收补偿电路,动态范围达到80dB。实验结果表明：该自动增益补偿电路结构简单,不需要额外的控制器件,可以使不同距离的超声波回波信号维持在合适的幅度范围内,有效地解决了回波信号衰减等问题,提高测距精度。     

基于光电倍增管的自动增益控制技术研究

为了压缩水下无线光通信系统中接收光信号的动态范围、提高有效通信距离,从自动增益控制技术的基础理论入手,利用光电倍增管增益可随工作电压改变的特性,设计出基于光电倍增管实现的自动增益控制电路,其数字控制部分以单片机为核心,并在空气中模拟水下实验。结果表明,该电路可以对接收光信号实现40dB的压缩,提高了水下无线光通信的有效范围。     

地面"猫眼"目标激光探测距离分析

在光学镜头“猫眼”特性的研究中,利用“返回率”对其进行了定量描述,分析了与漫反射目标的关系．对影响激光探测距离的多个因素：目标接收距离、目标识别距离、激光光斑非均匀分布等进行了充分分析,给出了最大激光探测距离的数学模型。     

一种适用于RFID阅读器的新型自动增益调节电路

为了提高射频识别(RFID)阅读器中接收机的动态范围,并实现对贴有标签目标物体的跟踪,在分析传统自动增益控制模块的基础上,设计了一种适用于RFID接收机的大动态范围自动增益调整电路,电路结构简单.基于ADS软件的仿真结果表明:该电路能够根据输入信号的功率水平自动地调整其增益,输入动态范围高达80 dB,自动增益调节范围...     

基于超声波的移动测距系统设计

该系统是以空气中超声波的传播速度为确定条件,利用发射超声波与反射回波的时间差来测量障碍物的距离。本设计主要分为硬件模块和软件模块。以智能小车为平台来实现移动测距,采用PWM控制直流电机,采用AT89S52单片机进行控制及数据处理,该测距系统主要由超声波发射电路、超声波接收电路、单片机控制电路、寻迹电路、温度补偿电路、直流电机驱动电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距系统,对不同的距离进行了测试,并进行了误差分析。最后对测距系统进行了验证。实验表明,该系统对室内有限范围内的障碍物距离测量具有较高的精度和可靠性。     

镜面反射综合孔径成像方法研究

常规的综合孔径成像方法需要进行相干探测,阵列单元为结构复杂的超外差结构,随着成像频率的增加,其研制难度和性能要求将限制综合孔径成像技术在高频段的发展。文章提出的镜面反射综合孔径成像方法采用非相干探测方法,通过探测器阵列或单元扫描对目标场景进行幅度(功率)探测即可获得可视度函数,然后通过成像反演方法获得场景的亮温图像。镜面反射综合孔径成像方法使用的非相干探测单元结构简单,实现难度低,可避免在高频段实现综合孔径成像的难点。镜面反射综合孔径成像方法相比常规综合孔径成像方法实现相同的成像结果可节约一半的天线阵列孔径,并且最少只需一个阵列单元即可实现综合孔径成像。通过理论分析、仿真计算和点目标源成像实验对镜面反射综合孔径成像技术进行了研究。镜面反射综合孔径成像技术为实现综合孔径成像技术提供了一种新途径。     

空间低温点目标红外探测系统的作用距离的计算与等效测试

应用于空间环境的低温目标红外探测系统,其作用距离是系统的重要性能指标。本文推导了以红外焦平面探测器噪声为主要因素的点目标红外探测系统的作用距离估算方程,结合实例求解了典型红外探测系统的探测系统的作用距离。针对空间低温点目标,基于信噪比判断准则,采用能量等效和尺度缩比等效的方法在实验室内验证了红外探测系统的作用距离,测试结果符合理论估算。试验表明,该方法可在实验室内用于评估低温点目标红外探测系统的作用距离。     

天基空间目标可见光相机探测能力分析

空间目标可见光相机的探测能力与空间目标可见光特性、探测器件性能指标等因素有关。为得到空间光学相机对200~1 500 km中低轨道可见光目标的探测能力,基于基本辐射理论,综合考虑空间目标几何特性、背景特性与材料特性,建立空间目标特性的数学模型,在可见光0.4~0.7μm谱段进行仿真计算。得出可见光相机对中低轨道空间目标探测能力的理论计算方法,并得出相关光学参数计算公式,为空间光学相机的设计提供理论支持。     

红外搜索跟踪系统探测距离估算方法

依据小哈德逊经典探测距离估算公式,从工程应用角度出发提出了一种改进红外探测距离估算方法。该方法在原理论基础上依据目标辐射特性、光学系统设计能力、探测器性能、大气传输等方面进行估算,同时分析了光学系统能量利用效率、红外探测器电路噪声、目标背景辐射影响对红外探测性能的影响。最后通过仿真分析,将经典方法距离估算结果与经过改进方法修正后的结果进行比较,验证了改进后距离估算方法在IRST系统设计评估中的有效性。     

离焦状态下“猫眼”效应的实验研究

“猫眼”目标回波功率是激光主动探测系统的重要指标,可用米评估光电装备“猫眼”效应的强弱,并为探测器的优化设计提供参考。分别建立了正负离焦状态下“猫眼”目标回波功率数学模型,仿真分析了离焦量对“猫眼”目标回波功率的影响,利用搭建的激光主动探测系统及倒置的望远系统,实现了离焦状态下典型“猫眼”效应的实验。理论仿真结果与实验...     

海杂波背景下的GRNN小目标检测

根据海杂波混沌特性,建立了其相空间重构模型,构造了广义回归神经网络（GRNN,Genera lized Regression Neural Network）目标检测器,并利用加拿大McMaster大学采用IPIX雷达在Dart—mouth地区海域实测带有目标的海杂波数据对此方法进行验证,结果表明：在混沌海杂波背景下GRNN小目标检测法具有良好的预测性和时速性。     

二路收发的空间光通信系统

研制了工作于大气中的空间光通信系统,系统的发射天线采用了两组互相独立的组合 式准直光学系统,发射光源采用980nm 的CW激光器,调制方式为直接电流调制;接收天线为两组折反式望远光学系统,以快速响应的PIN 光电管为主探测器,四象限探测器为两个系统之间对准与否的位置探测器。该系统实现了点对点的622Mbit/ s 通信,正常天气情况下可实现通信的距离100m～2km。该文在给出了该系统的组成的基础上详细讨论了系统的接收与发射天线。     

一种多谱段红外成像光学系统设计

为提高红外远程目标探测识别能力,除了增加焦距和有效口径等传统措施,还需要进一步获取目标的多谱段信息,从而将具备不同辐射特性的目标和背景区别开。本文提出了一种采用多谱段分区红外探测器和棱镜旋转像移成像光学系统,将同一目标的红外辐射能量会聚到探测器不同谱段区域进行成像,从而获取同一目标的多谱段成像信息。该系统采用同轴反射式光学系统,具备8个不同谱段分区的两支红外探测器,通过棱镜旋转实现同一目标的8个谱段信息获取。系统焦距520 mm,有效口径200 mm, F数为2.6。光学系统结构紧凑,棱镜旋转与探测器成像实时对应,不存在成像延迟和像旋,具有口径大、焦距长、谱段多等特点,满足系统高分辨率、长作用距离、多谱段信息获取等要求。     

基于脱靶量的水下目标激光扫描探测模型

蓝绿激光在水下目标非声探测中具有广泛的应用前景,但现有的探测模型尚未考虑探测概率与自导系统的匹配问题。为了获得最佳探测效果,建立基于脱靶量的水下目标激光周视扫描探测模型。仿真结果表明:随脱靶量增加,在相同发射频率下,增大光束发射倾角能显著提高探测概率,但减少了后级系统的处理时间;此外,随脱靶量增加,为避免探测漏检,应提高发射频率,减小光束发射步进角度。最后,通过仿真分析给出不同脱靶量下探测系统关键参数的最优设计。文中所建模型对探测系统、自导系统的匹配设计提供了一定的理论参考。     

天基合成孔径激光雷达非合作目标成像系统设计与实验

合成孔径激光雷达是合成孔径技术在激光相干探测雷达领域的推广,相比传统合成孔径雷达具有更高的分辨率。相比机载、陆基等应用环境,空间没有大气湍流和机械振动,非常适合合成孔径激光雷达应用,而合成孔径激光雷达本身分辨率不随距离变化的优点,也利于空间大尺度距离探测。建立了对非合作目标进行高分辨率成像监测天基合成孔径激光雷达成像模型,对系统中关键参数进行分析,针对地球静止轨道上的目标进行了系统设计,提出系统实现工程化需要进一步突破的关键技术。结合理论分析,设计了缩比模型验证实验,利用转台模拟空间卫星间运动,得到了方位向分辨率1 mm的目标图像,证明了系统分析的合理性和该系统的实用性,对天基合成孔径激光雷达技术的推广具有一定意义。