本文關鍵詞：可編程啁啾調(diào)幅單光子激光雷達系統(tǒng)研究

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【摘要】：激光雷達在諸如天文觀測、氣象預測、通信、目標跟蹤、精確制導、精確測距、三維成像等方面都有廣泛的應用,啁啾調(diào)幅單光子激光雷達以其高精度、高靈敏度、低峰值功率等諸多優(yōu)點吸引了許多國內(nèi)外學者的研究,但是國內(nèi)對基于Gm-APD作為探測器的激光雷達的技術研究開始得較晚,且處于剛剛起步的狀態(tài),啁啾調(diào)幅單光子激光雷達體制研究工作也近兩年才剛剛開始,開展基于Gm-APD啁啾調(diào)幅光子激光雷達體制的研究和系統(tǒng)構建十分必要。本文首先針對單光子探測器Gm-APD固有死時間限制了系統(tǒng)采樣頻率以及啁啾信號帶寬,從而導致啁啾調(diào)幅單光子激光雷達系統(tǒng)的距離精度無法進一步提高這一弱點,本文提出了一種自適應多周期累加的算法來提高回波信號信噪比,并在此算法的基礎上提出了頻域及時域的最小二乘擬合算法來提高系統(tǒng)的測距精度。本文首先理論證明了多個周期的Gm-APD輸出信號疊加可以改善回波信號的信噪比。在頻域結合自適應多周期累加算法,從混頻濾波的角度出發(fā),推導了回波中頻信號的FFT頻譜也為一個sinc函數(shù),根據(jù)中頻頻譜的半峰寬內(nèi)的離散頻譜數(shù)據(jù)點對此頻域sinc函數(shù)進行最小二乘擬合來估計更為精確的中頻頻率值。在時域結合自適應多周期累加算法,從脈沖壓縮的角度出發(fā),推導出經(jīng)過匹配濾波的回波信號是一個關于時間t的sinc函數(shù),根據(jù)壓縮后的回波半峰寬內(nèi)的數(shù)據(jù)對此時域sinc函數(shù)進行最小二乘擬合來估計更為精確的回波峰值位置；實驗表明,這兩種方法都能夠使得系統(tǒng)的測距精度有了很大的提高。然后針對電光調(diào)制器工作過一段時間后工作點發(fā)生漂移導致調(diào)制失真的情況,本文提出了一種基于“試探——迭代補償”思想的M-Z電光調(diào)制器工作點自動反饋控制算法,該算法能夠使M-Z電光調(diào)制器長時間工作在正交點附近。其次本文采用模塊化思想構建了一套基于可編程軟硬件的啁啾調(diào)幅單光子激光雷達系統(tǒng),該系統(tǒng)不但允許靈活修改各項系統(tǒng)參數(shù),而且各模塊具有可重用性,為今后其他體制激光雷達系統(tǒng)的快速開發(fā)提供了保障。最后本文針對不同系統(tǒng)參數(shù)條件下的系統(tǒng)信噪比進行了研究,分析了各個系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)信噪比的影響,為啁啾調(diào)幅單光子激光雷達系統(tǒng)構建提供了理論和事實依據(jù)。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN958.98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 寇松峰;陳錢;顧國華;季爾優(yōu);;基于4元APD陣列的激光測距技術研究[J];激光與紅外;2008年06期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王力;基于LabVIEW的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設計[D];南京理工大學;2013年

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本文編號：1260926