復(fù)雜的水體環(huán)境,特別是水中微粒的吸收和散射作用,使得水下激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的接收信號(hào)中存在大量的后向散射雜波。隨著距離的增大,目標(biāo)回波會(huì)逐漸淹沒在雜波中,而副載波調(diào)制技術(shù)可以有效地提升目標(biāo)對(duì)比度,實(shí)現(xiàn)水下激光雷達(dá)的測距增程。首先建立了光子在海水中傳輸?shù)拿商乜宸抡婺Ｐ?然后研究了結(jié)合激光雷達(dá)優(yōu)勢和微波雷達(dá)優(yōu)勢的副載波調(diào)制技術(shù),給出了偽隨機(jī)序列作為副載波時(shí)發(fā)射、接收和相關(guān)處理的詳細(xì)步驟,最后對(duì)四種不同類型的副載波（方波、鋸齒波、正弦波和偽隨機(jī)序列波）在不同的水質(zhì)和發(fā)射脈沖寬度的情況下進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明:偽隨機(jī)序列對(duì)于目標(biāo)對(duì)比度的提升方面性能最好。 

【文章來源】：紅外與激光工程. 2020,49(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同衰減系數(shù)下的沖激響應(yīng)頻譜

按照之前所說的蒙特卡洛方法進(jìn)行仿真，得到了回波如圖5所示�？梢钥闯觯焊臑橛忻}寬的脈沖之后，雜波所占比重更大了，目標(biāo)回波的光強(qiáng)很低；同時(shí)注意到，目標(biāo)回波已經(jīng)包含了偽隨機(jī)數(shù)的調(diào)制波形的成分，說明調(diào)制脈沖的仿真成功。但是由于脈寬的增加，接收信號(hào)出現(xiàn)時(shí)域的拓寬，目標(biāo)回波的峰值對(duì)應(yīng)的傳輸距離比40 m(兩倍目標(biāo)距離)要大一些，這里需要減去一個(gè)修正量△s，以減小測距誤差。接下來進(jìn)行互相關(guān)操作，由于筆者采用的m序列有0和1個(gè)數(shù)只差1個(gè)的性質(zhì)，故可以通過變換N′=2N-1，將1變?yōu)?,0變?yōu)?1，來實(shí)現(xiàn)使得發(fā)射波的平均值盡量為零的目的，方便進(jìn)行相干檢測[14]。其次將N′序列與接收波序列進(jìn)行互相關(guān)，并求取了互相關(guān)圖的頻譜。圖6為進(jìn)行了互相關(guān)操作后的函數(shù)圖，圖7為其頻譜�？梢钥闯觯ハ嚓P(guān)函數(shù)中包含大量的低頻分量，而這些低頻分量主要由海水的后向散射噪聲引起的，而后面100～1 200 MHz的頻譜則是目標(biāo)反射回來的用于調(diào)制的副載波的頻譜，我們需要做的是通過一個(gè)高通濾波器把雜波濾除。

接下來進(jìn)行互相關(guān)操作，由于筆者采用的m序列有0和1個(gè)數(shù)只差1個(gè)的性質(zhì)，故可以通過變換N′=2N-1，將1變?yōu)?,0變?yōu)?1，來實(shí)現(xiàn)使得發(fā)射波的平均值盡量為零的目的，方便進(jìn)行相干檢測[14]。其次將N′序列與接收波序列進(jìn)行互相關(guān)，并求取了互相關(guān)圖的頻譜。圖6為進(jìn)行了互相關(guān)操作后的函數(shù)圖，圖7為其頻譜�？梢钥闯觯ハ嚓P(guān)函數(shù)中包含大量的低頻分量，而這些低頻分量主要由海水的后向散射噪聲引起的，而后面100～1 200 MHz的頻譜則是目標(biāo)反射回來的用于調(diào)制的副載波的頻譜，我們需要做的是通過一個(gè)高通濾波器把雜波濾除。圖7 互相關(guān)函數(shù)的頻譜

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]激光水下目標(biāo)探測的Monte Carlo模擬[D]. 李源慧.西南交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3319446