【摘要】：由于脈沖激光信號具有光脈沖窄、重頻范圍寬、峰值功率高等優(yōu)勢,在軍事、通信等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景,因此高性能的脈沖信號探測系統(tǒng)也越來越多的得到國內(nèi)外科研工作者的重視。探測靈敏度是接收系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo),主要表征為在一定虛警概率下探測器件接收到的最小峰值光功率的大小。對于微弱激光脈沖信號探測場景,通過研究脈沖寬度、探測光子數(shù)等參數(shù)可以進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化探測靈敏度等性能指標(biāo)。因此本論文在理論計算的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于直接探測方案的脈沖激光探測系統(tǒng)。激光脈沖信號探測按模式可以分為直接探測方案和相干探測方案。本文首先對這兩種探測方案進(jìn)行了理論分析和優(yōu)劣勢對比,對于脈沖探測系統(tǒng)各模塊的噪聲進(jìn)行了詳細(xì)的介紹與分析,并針對探測靈敏度指標(biāo)進(jìn)行了理論計算。其次,本文主要針對激光脈沖信號的直接探測方案,對比了傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換器件與具有內(nèi)部增益的雪崩二極管的探測效率及其技術(shù)指標(biāo),總結(jié)了前置放大電路的幾種設(shè)計思路,最終搭建了滿足一定虛警概率下的脈沖激光探測系統(tǒng)。最終,在理論計算的基礎(chǔ)上,本文對于脈沖激光直接探測方案搭建了實驗電路、并完成焊接與調(diào)試工作,同時針對各個電路模塊繪制了結(jié)構(gòu)件外殼以達(dá)到對噪聲進(jìn)一步屏蔽的目的。通過本文的計算結(jié)果,在滿足虛警概率小于1%的基礎(chǔ)上,完成靈敏度指標(biāo)測試工作,測試結(jié)果為-37.1dBm,與本文計算的理論值相差7.4dB,測試結(jié)果與理論計算值的差異主要來自于對探測電路的系統(tǒng)噪聲評估不夠準(zhǔn)確,包括芯片或外圍電路在上電工作時產(chǎn)生的噪聲,需要對探測系統(tǒng)進(jìn)行靈敏度優(yōu)化方案分析。在文末進(jìn)行了接收視場角的調(diào)整工作,保證了接收視場和發(fā)射視場的統(tǒng)一,通過分析放大電路的參數(shù)設(shè)計了濾波電路。此外本論文根據(jù)相關(guān)檢測的原理,仿真驗證了其理論正確性。
【圖文】：

圖 1-1 脈沖激光測風(fēng)雷達(dá)美國Tasco首次將距離探測與影像結(jié)合，，研制了 Laser[15]，攝像距離可以達(dá)到800m，探測波長在850nm左右復(fù)頻率為10Hz。NASA 以及美國 JPL 實驗室，聯(lián)合研制了一套名為M]，如圖 1-2 可以看出，這套測風(fēng)系統(tǒng)，沿用了之前介紹器，其中天線系統(tǒng)采用了國際流行的Cassegrain 望遠(yuǎn)鏡系，可以達(dá)到對10km到20km的對流層以及平流層的

MACAWS激光測風(fēng)雷達(dá)體系組成
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN249

【參考文獻(xiàn)】

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1 郭學(xué)石;高亢;劉楠楠;楊磊;李小英;;適用于測量脈沖光量子噪聲的差分探測系統(tǒng)[J];光學(xué)學(xué)報;2013年09期

2 周博;;Nd:YAG脈沖激光測距及應(yīng)用研究[J];硅谷;2012年08期

3 李密;宋影松;虞靜;李春領(lǐng);唐丹;;高精度激光脈沖測距技術(shù)[J];紅外與激光工程;2011年08期

4 姜海林;卞進(jìn)田;聶勁松;孫曉泉;;內(nèi)腔式KTP OPO輸出2.7μm激光實驗研究(英文)[J];電光與控制;2011年01期

5 潘秋娟;楊艷;常亮;王懿;;400～1400nm脈沖激光輻射人眼安全分析[J];激光與紅外;2010年08期

6 何初冬;邱琪;;短脈沖激光信號接收靈敏度的研究[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2009年02期

7 平勁松;黃倩;鄢建國;曹建峰;唐歌實;舒嶸;;基于嫦娥一號衛(wèi)星激光測高觀測的月球地形模型CLTM-s01[J];中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué));2008年11期

8 鄭永超;趙銘軍;張文平;趙春生;沈嚴(yán);;激光雷達(dá)技術(shù)及其發(fā)展動向[J];紅外與激光工程;2006年S3期

9 陳正濤;;微弱信號相關(guān)檢測技術(shù)綜述[J];科技廣場;2006年07期

10 江小華,張河,陳炳林,紀(jì)鐵剛;引信用激光接收機(jī)噪聲分析研究[J];激光雜志;2005年01期

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1 宋麗軍;超短脈沖激光器的實驗及理論研究[D];山西大學(xué);2005年

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1 李明卓;相干激光測風(fēng)雷達(dá)中1.55μm光外差接收實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 高劍波;脈沖半導(dǎo)體激光測距電路與系統(tǒng)設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2006年

3 任建國;半導(dǎo)體激光成像雷達(dá)接收電路的研制[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

4 任明冰;半導(dǎo)體脈沖激光測距機(jī)的硬件電路設(shè)計[D];南京理工大學(xué);2004年

5 王剛;非相干激光雷達(dá)測量大氣風(fēng)速的研究[D];電子科技大學(xué);2004年

本文編號：2547591