一种大测距动态范围高重频相干测距测速激光雷达(Ⅱ):信号调制

针对"双频双调制双本振(DFDMDL)"大测距动态范围高重频相干测距测速体制,分析了该体制信号调制需要考虑的调频线性度、发射光和本振光信号的"幅-频"特性、对称三角线性调频(STLFM)信号的周期稳定性等因素,通过参数的对比、仿真及实测,提出了适合本系统的信号调制方案.实测结果表明,采用声光移频器(AOFS)外调制提供高线性度STLFM信号,直接数字频率合成(DDS)驱动AOFS,通过DAC调节射频驱动源功率补偿AOFS非平坦的"幅-频"特性,以及基于FPGA的高精度时间测量系统监测STLFM信号周期及测量多个STLFM周期间的时间差,可以使该"双频双调制双本振"体制具有较高的距离测量精度,并为通过脉冲积累减小发射能量的途径提供了可能.

本振调制型高重复频率远距离脉冲激光相干测距

为了解决静态目标高重复频率远距离激光相干测距过程中出现的多盲距点和距离模糊问题,对激光测距发射波形、本振波形以及解算方法进行研究。对发射波形和本振波形进行不同斜率的线性调制,将最远可测目标信息调制到本振光端,探测器对回波相干信号进行探测,采集卡进行数据采集。采用高精度的脉冲压缩数据处理方法得到匹配滤波结果,并进行距离解算分析。仿真和实验结果表明,该测距方案可以有效解决因高重复频率产生的距离模糊问题,同时避免因脉冲发射时刻光泄漏带来的多点盲距问题。在64μs重复周期、2μs脉宽发射信号和512μs重复周期连续调频本振光条件下,实现模拟29.0525 km目标(延时光纤58.105 km)的探测。该方案可满足高重复频率远距离脉冲激光相干测距无模糊、无间断的测量要求。

本振激光强度调制激光外差光谱遥测技术研究

针对当前用于大气温室气体柱浓度/廓线探测的信号光强度调制激光外差探测方法存在的信光损失,与本振激光波长调制激光外差探测方法存在的光谱反演模型复杂这两个问题,提出了基于本振激光强度调制的激光外差探测方法。对此,结合平衡探测技术,搭建了1套以1.571μm窄线宽半导体激光器作为本振光源的双通道平衡外差光谱探测系统,开展系统性能分析以及大气CO_(2)柱总量测量研究。区别于已有文献报道的激光外差光谱探测方法,系统采用光开关对本振激光进行强度调制,利用平衡探测技术消除本振激光强度背景噪声的影响。结果表明,相比传统的信号光强度调制激光外差探测方法,该方法能够将外差信号信噪比提高3.7倍,对应的CO_(2)柱总量测量精度提升3.36倍。以上研究表明,基于本振激光强度调制的激光外差探测方法能够有效的提高激光外差光谱探测系统性能。

一种基于奇偶次谐波分离的Nyquist折叠接收机

针对原型Nyquist折叠接收机(NYFR)架构存在的谐波间混叠问题,通过改进调制本振的产生方式,提出了一种基于奇偶次谐波分离的Nyquist折叠接收机(NYFR)架构,解决了原型架构的问题,接收机的监视收带宽提升1倍,通过对比仿真验证了架构优势。该架构进一步突破ADC等器件限制,并解决原型架构的应用问题,对Nyquist折叠接收机(NYFR)的工程化应用具有较强的参考价值。