高重频光子计数激光雷达样机设计及测距试验

为了验证星载激光三维成像雷达技术,设计研制了一种基于高重频光子计数体制的分视场、无扫描的多通道激光雷达地面原理样机。系统采用两路高重频、微脉冲激光器输出,结合大光斑多元细分阵列光子探测方式实现多通道探测,并采取基于FPGA的时间相关符合计数信号处理技术,对单光子响应时刻进行时间间隔测量和时间相关统计,根据目标响应发生时机一致性和噪声响应的随机性提取目标距离信息。在外场试验中对水平距离大于10 km的楼宇目标进行了有效地测量,单通道的距离测量精度优于0.3 m,探测概率超过99%,并对比不同大气能见度下对测距的影响。该系统验证了星载激光雷达大光斑多元细分、光纤拼接焦面接收方案的可能性,并验证光子计数体制激光雷达测距精度及适应性。

视场外激光对空间相机的干扰机制研究

离轴激光对相机的干扰主要由激光衍射效应和散斑干涉效应引起。为此,分别建立了视场外激光衍射模型和激光散斑干涉模型,分析了不同参数条件下面阵空间相机接收的激光衍射图像和激光散斑图像,其中参数包括光束入射角、透镜口径、焦距以及F数。分析和比较了不同参数下两种干扰机制对空间相机的干扰影响。当激光垂直入射到空间相机时,激光衍射效应对相机的干扰占主导地位;当激光倾斜入射时,激光散斑干涉效应占主导地位。

新型五相步进电机控制技术

五相步进电机已被广泛应用于控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域。通过对新型五相步进电机工作原理的研究,采用Luminary公司LM3S615芯片设计完成步进电机的控制组件,由其内部自带的脉宽调制(PWM)模块产生驱动组件所需的接收时序信号,实现对驱动组件进行细分驱动。通过配置驱动组件,可以产生占空比不同的方波,从而在电机线圈内能够产生多种不同幅值的电流来实现细分驱动。选用的五相步进电机平台型号是SGSP(MS)20-85(X)。通过实验表明可以实现对步进电机的步进角、角位移量以及转动速度和加速度的精确控制。