【摘要】：由于脈沖激光信號(hào)具有光脈沖窄、重頻范圍寬、峰值功率高等優(yōu)勢(shì),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(hào)探測(cè)系統(tǒng)也越來(lái)越多的得到國(guó)內(nèi)外科研工作者的重視。探測(cè)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(cè)器件接收到的最小峰值光功率的大小。對(duì)于微弱激光脈沖信號(hào)探測(cè)場(chǎng)景,通過研究脈沖寬度、探測(cè)光子數(shù)等參數(shù)可以進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化探測(cè)靈敏度等性能指標(biāo)。因此本論文在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于直接探測(cè)方案的脈沖激光探測(cè)系統(tǒng)。激光脈沖信號(hào)探測(cè)按模式可以分為直接探測(cè)方案和相干探測(cè)方案。本文首先對(duì)這兩種探測(cè)方案進(jìn)行了理論分析和優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比,對(duì)于脈沖探測(cè)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(duì)探測(cè)靈敏度指標(biāo)進(jìn)行了理論計(jì)算。其次,本文主要針對(duì)激光脈沖信號(hào)的直接探測(cè)方案,對(duì)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(cè)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(jì)思路,最終搭建了滿足一定虛警概率下的脈沖激光探測(cè)系統(tǒng)。最終,在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,本文對(duì)于脈沖激光直接探測(cè)方案搭建了實(shí)驗(yàn)電路、并完成焊接與調(diào)試工作,同時(shí)針對(duì)各個(gè)電路模塊繪制了結(jié)構(gòu)件外殼以達(dá)到對(duì)噪聲進(jìn)一步屏蔽的目的。通過本文的計(jì)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(cè)試工作,測(cè)試結(jié)果為-37.1dBm,與本文計(jì)算的理論值相差7.4dB,測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算值的差異主要來(lái)自于對(duì)探測(cè)電路的系統(tǒng)噪聲評(píng)估不夠準(zhǔn)確,包括芯片或外圍電路在上電工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲,需要對(duì)探測(cè)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(chǎng)角的調(diào)整工作,保證了接收視場(chǎng)和發(fā)射視場(chǎng)的統(tǒng)一,通過分析放大電路的參數(shù)設(shè)計(jì)了濾波電路。此外本論文根據(jù)相關(guān)檢測(cè)的原理,仿真驗(yàn)證了其理論正確性。
【圖文】：

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

MACAWS激光測(cè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN249

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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

2 周博;;Nd:YAG脈沖激光測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)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(hào)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(guó);曹建峰;唐歌實(shí);舒嶸;;基于嫦娥一號(hào)衛(wèi)星激光測(cè)高觀測(cè)的月球地形模型CLTM-s01[J];中國(guó)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(dòng)向[J];紅外與激光工程;2006年S3期

9 陳正濤;;微弱信號(hào)相關(guān)檢測(cè)技術(shù)綜述[J];科技廣場(chǎng);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

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李明卓;相干激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)中1.55μm光外差接收實(shí)驗(yàn)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(cè)距電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2006年

3 任建國(guó);半導(dǎo)體激光成像雷達(dá)接收電路的研制[D];國(guó)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(cè)距機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2004年

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

本文編號(hào)：2547591