机载多脉冲激光雷达作用距离增强算法

目前机载光电观瞄系统存在激光作用距离远不及红外的问题。首先,通过建立脉冲激光雷达最大作用距离模型分析了主要影响因素,指出基于Hough变换进行TBD检测以降低最小可检测信噪比是可行的。其次,介绍了三脉冲累加及二值化预处理措施,并结合高采样率激光目标的宽度特征提出了下采样方法,剔除了大量单点噪声,解决了低速目标捕获的问题。最后,给出了根据空中目标速度选取样本进行参数空间在线收敛映射的激光目标TBD检测算法。实验结果表明:算法在0.8≤SNR≤2时仍有较好的检测性能,在10 Hz脉冲频率下能够满足实时测距的要求。

不同干扰情况下脉冲压缩对雷达作用距离的影响

雷达脉冲压缩技术,既是能够解决雷达威力与距离分辨力之间矛盾的手段,也是一种抗干扰措施。分别分析了在背景噪声、窄带噪声瞄频干扰、宽带噪声阻塞干扰情况下,脉冲压缩处理对雷达作用距离的影响。指出了脉冲压缩处理对雷达作用距离是否产生影响的根本原因,是看干扰(噪声)信号的功率谱密度是否恒定。若恒定,则无影响;若不恒定,则会产生影响。

新型光纤激光雷达的结构理论分析与作用距离计算

为了改善当前激光雷达存在的对振动敏感,体积庞大,对人眼不安全等问题,综合国内外激光雷达研究现状的基础上,给出了一种新型光纤激光雷达的结构。该雷达利用光纤激光器作为光源,光路中大量采用了光纤器件,使得系统体积大大减小。采用相干探测的原理,根据激光雷达作用距离方程,给出了信噪比与光纤激光雷达作用距离的关系。根据所选的器件参数,通过理论计算,在探测概率为0.9,虚警概率小于10-4的情况下,得到了2km的最大作用距离。所设计的光纤激光雷达体积小,结构紧凑、新颖,具有良好的探测能力。

基于脉冲位置调制的激光雷达距离速度测量方法

汽车激光雷达根据脉冲飞行时间测量道路环境中障碍物的距离,但受限于脉冲的宽度,不能利用多普勒测量障碍物的相对速度,且不具备抗干扰的性能。针对这些问题,文中开展汽车激光雷达发射波形调制与信号处理关键技术研究,提出了一种能够实现激光雷达同时测量障碍物距离和速度的脉冲位置调制方法,并评价该方法在城市道路环境中的抗干扰性能。综合考虑距离、速度测量精度要求以及空间解像度的要求,限定完成一次测量的脉冲序列长度,并在限定的时间范围内制定随机分配脉冲位置的规则,对比不同分配机制的优劣。在距离测量方面,设计针对脉冲位置调制波形的数据累加方法,提高障碍物的检测灵敏度;在速度测量方面,提出非等间隔采样数据的频谱分析方法,计算多普勒信号的频率;最后,以城市道路为背景,设计干扰波形,分析外部干扰对距离和速度测量性能的影响。

基于激光雷达的架空输电线路交跨距离自动检测系统

交跨距离是输电线路与被跨越物之间的最小距离,关系到线路的运行安全,必须符合检验规范的要求。针对现有交跨距离检测方式存在的不足,设计了激光雷达交跨距离自动检测系统,阐述了系统的工作原理与组成,并介绍了参数优选、检测数据的预处理方法及无线通讯的双链路设计。样机验证结果显示,该自动检测系统的准确度、实时性及各项功能均达到了设计要求。

不同态势下机载雷达空空作用距离建模与仿真

针对机载雷达在空空作战时的作用距离仿真问题,建立了不同态势下的作用距离仿真模型。首先分析了影响机载雷达空空作用距离的影响因素,然后结合目标的雷达截面积模型,针对脉冲多普勒雷达体制的特点,分析主瓣杂波、副瓣杂波和高度杂波对雷达信号检测的影响,分别从上视、下视迎头接近和下视尾追等不同态势建立了相应的雷达作用距离模型。仿真结果表明了所提方法的合理性与有效性。

脉冲冲击波有效作用距离影响因素模拟分析

利用数值模拟方法,分析储能、作业次数、弹性模量、地应力对重复脉冲冲击波有效作用效果的影响。结果表明:低储能时无法致裂储层,以解堵为主,高储能时可以使储层产生微裂缝提高渗透率;随着作业次数的增加,冲击波有效作用距离不断增加至最大值,此后再增加作业次数,有效作用距离基本不变;地应力对有效作用距离影响比较明显,随着地应力的增加,有效作用距离呈对数规律减小;在地应力较小、弹性模量较大时,随着作业次数增加有效作用距离增大,但试验表明作业次数增加会使储层软化,减小弹性模量,降低冲击波作业效果;当地应力较大时,弹性模量和作业次数对有效作用距离基本无影响,因此重复强冲击波对弹性模量大、地应力小的储层解堵、增产、增注效果较好,且存在一个合理的冲击波作业次数。实际应用时应根据储层参数选井,优化冲击波作业参数。

用于多线激光雷达的窄脉宽高峰电流激光二极管驱动方法（英文）

基于时间飞行法(Time of flight, TOF)的激光雷达(Light detection and ranging, LIDAR)被广泛应用于与距离测量有关的多种领域。激光雷达一般利用激光二极管(Laser diode, LD)发射具有高峰值功率和短持续时间的脉冲激光,以保证实现较大的距离测量并兼顾人眼安全。为实现这一目标,提出了一种能够实现高峰值和窄脉宽驱动电流的脉冲激光二极管驱动方法。分析了基于该种方法产生驱动电流的关键问题和相关理论,并且设计了一个激光二极管驱动器。建立了驱动电流产生的模型,重点研究了工作频率对驱动电流的影响。该驱动器由软件模拟并通过实验验证。实际实验中,驱动器的工作频率从20 kHz到100 kHz变化,充电电压设置为130 V。此驱动器产生的脉冲电流持续时间为8.8 ns,峰值约为35 A。所驱动的激光二极管峰值输出光功率超过75 W。

水力脉冲在储层内传播及衰减性研究

为优化脉动注水参数,提高水力脉冲在储层中作用距离,减小脉冲衰减,开展了水力脉冲在储层内传播、衰减性研究,通过数值方程解析和Abaqus有限元分析,形成对水力脉冲在储层内传播、衰减性的认识,并指出水力脉冲有效作用范围。研究结果表明:脉冲频率和脉冲幅值对于脉冲压力幅值衰减影响较大,脉冲频率和幅值增加,衰减速度呈现加快趋势;储层渗透率和注入流体黏度对脉冲能量衰减影响较大,渗透率越低,其脉冲衰减越快,脉冲注水的效果要好于脉冲注高黏化学剂体系;为减小脉冲衰减、提高作用距离,应尽量减小脉冲频率(<1 Hz)、增加脉冲压力幅值,脉冲复合注入高黏化学剂时,尽量采用交替注入的方式。

视频数字化脉冲多普勒引信作用距离公式及性能分析

给出了视频数字化脉冲多普勒(pulsed Doppler,PD)引信的原理框图和作用距离公式,对传统PD引信与视频数字化PD引信的作用距离公式及性能进行了对比分析,通过仿真验证了公式推导的有效性。研究成果有助于视频数字化PD引信的设计与应用。

532nm激光距离选通成像系统

实现了一套基于532 nm波长的距离选通成像系统,并选择了几种典型环境进行了相应的原理验证实验。采用532 nm的全固态调Q脉冲激光器作为主动照明激光,激光单脉冲能量可以在35~100 mJ之间调节,系统接收望远镜口径为200 mm。采用PIN探测器获得激光脉冲发射时间,并控制目标成像的曝光时刻。成像探测器采用ICCD（intensified CCD）,最小曝光时间为2 ns。通过实验对比说明该系统能够在小雨天或者有烟雾的情况下正常工作,但是获得图像的信噪比会有所下降,同时能够在强光背景干扰的环境下获得目标的图像信息。该套系统的原理验证性实验能够为距离选通成像技术的进一步发展提供重要参考。

基于“猫眼效应”的激光主动侦察系统探测距离分析

为满足实战条件下激光主动侦察系统的设计需求,针对光学系统"猫眼效应"的离焦量分析,推导了脉冲激光探测距离的公式,并结合MATLAB数据仿真分析,得出了探测距离与CCD接收灵敏度、激光束散角、激光功率和大气能见度的关系曲线。该研究对提高和改进系统的作战效能具有十分重要的意义。

一种直接检测雷达脉冲积累新方法(英文)

本文提出一种可用于直接检测雷达的步进时间间隔脉冲串实现脉冲积累的新方法。在接收机端,包络检波信号通过一种修改的互相关算法进行处理,彻底消除所有伪相关峰,从而获得完美距离旁瓣特性。这种完美特性在理论上进行了证明,并给出了具体实现结构。仿真结果表明了新方法的正确性和显示出其良好的相关性能。此外,新方法易于实现且与传统直接检测雷达兼容,能够应用在不需要多普勒信息或很难提供相干性的雷达中,如短脉冲激光雷达和超宽带冲激雷达。该方法也适用于常规非相干雷达的升级。

半导体激光主动成像雷达扫描成像实验

对激光主动成像雷达做了一些初步的理论与实验研究 ,建立了一个半导体激光扫描成像演示系统 ,利用雷达距离方程计算了系统的最大作用距离 ,并在实验室做了成像实验。在实验室内获得了 10帧 /s、每帧 32行的轮廓像 ,且成像质量较高。

脉冲压缩技术在火控雷达中的应用

分析了决定火控雷达作用距离的各项因素 ,介绍了脉冲压缩技术的发展 ,论述其在高距离分辨率下提高雷达作用距离方面具有的优势及在其它方面具有的潜在优势 。

杂波下机载雷达探测距离评估技术研究

影响机载雷达探测威力的主要因素包括杂波强度和飞行高度两个方面,在雷达研制时,通常在特定杂波环境和目标RCS背景下提出雷达探测目标最大距离指标,而在指标检测时,很难找到与背景相符的测试环境。基于单脉冲雷达探测距离方程,结合试飞试验的实际环境,对雷达探测距离杂波折算公式按照杂波和飞行高度条件进行了修正推导,并进行了数值仿真计算与分析。

雷达信号数字脉冲压缩技术分析及MATLAB仿真

传统脉冲雷达中作用距离和距离分辨力之间存在矛盾,这是脉冲压缩技术的由来,文章以线性调频信号为例讲述了脉冲压缩的基本原理和数字脉冲压缩的两种实现方式,以及匹配滤波器的实现,结合MATLAB仿真结果直观地说明了脉冲压缩的特点,并阐述了副瓣抑制的两种实现方式,给出了加权前后及不同加权方式的仿真效果对比。

基于“猫眼”效应的激光主动成像探测系统性能分析

通过对调制对比度限制下的作用距离建模,文中分析了激光主动成像探测系统的性能。首先描述了系统组成,然后通过调制对比度的表达式导出了作用距离模型,最后根据“猫眼”目标和漫反射目标不同的特性分别进行了仿真计算。结果表明:激光主动成像探测系统基于“猫眼”效应探测时性能大大提高。