低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究

针对纳秒量级脉宽机载多脉冲激光照射目标的回波波形,提出几何分割比这一目标姿态不敏感特征,给出了特征提取算法,可用于与激光目标运动状态结合开展目标检测与跟踪。首先,基于激光目标波形数学模型分析目标波形与目标特征的关系,指出激光目标的几何分割比特征具备姿态不敏感特性。接着,结合目标特征提取对目标波形和噪声不失真分离的要求,提出在小波域利用对称小波基进行改进Donoho阈值降噪处理,在时域利用小波重构信号阈值获取目标波形序列,再由一阶二阶差分计算检测目标波形峰值点,进而提取激光目标散射中心及几何分割比等特征。最后,通过仿真实验验证算法在低信噪比下提取激光目标特征信息的有效性。在与机载多脉冲激光目标模拟器联试实验中,利用文中算法提取激光目标特征结合目标的运动状态信息,开展多帧相关匹配检测,多脉冲激光目标检测的可靠性明显提高。     

基于目标波形模型的多脉冲激光雷达目标信号模拟

多脉冲激光雷达发射数个至数百个高重频激光照射目标,利用多脉冲回波累加实现信号积累。多脉冲激光目标检测性能的验证需要基于目标回波波形模型的动态目标信号模拟。脉冲激光目标回波波形可以由激光发射、信道传播、目标反射等环节之间的卷积传递关系加以建模。文中首先通过建立各环节的数学描述得到了回波波形的连续卷积模型。接着,针对积分解析模型不利于工程实现的问题,基于发射脉冲距离分辨单元提出了离散算法实现特定外形目标激光回波波形序列的直接计算。结合远程飞机目标的回波信号仿真,指出了回波波形与目标特性的内在联系,并通过实验进行了可信性验证。最后,应用文中模型及方法给出了多脉冲激光雷达动态目标模拟器的研制实现,为开展多脉冲激光目标检测研究提供必要的验证测试条件。     

获取激光参数的图像处理方法研究

激光相干告警系统要获取的基本信息是入射激光的频率和入射角度,为了从激光干涉条纹图像中获取这些参数,文中的处理思路是:首先借用Matlab软件对获得的图像进行滤波、二值化等处理,然后运用几何学中弧线、直线交点等方法计算二值图像中圆心和半径等参数,再根据数学模型计算、转换出激光的入射角和频率.这种图形计算的方法完全不同于传统的曲线拟合手段,但通过对多帧图像的处理和演示系统验证,计算方法可行,结果正确,探索了图像处理和分析技术与几何学在激光告警领域中的综合应用,为今后的工程化提供了原理验证基础.     

激光测距机测程指标的拟定及测试方法

根据激光测距机对漫反向目标的测距方程,分析了激光测距机测程与背景噪声之间的关系,并对目前普遍存在的激光测距机测程指标与其实际测程不符的问题进行了深入探讨,最终给出了拟定及测定激光测距机测程的一种新的有效方法。     

活动矩阵液晶显示器寻址技术研究

为了研究活动矩阵液晶显示器（Ａｃｔｉｖｅ－Ｍａｔｒｉｘ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ－ＡＭＬＣＤ）及其电寻址技术,介绍了ＡＭＬＣＤ的寻址原理,并结合应用研究了寻址技术对显示图象质量的影响。     

系统设计思想在激光测距／照射系统中的应用

无论激光测距／照射系统是用于导弹制导还是航空武器的投放,其用途都是探测目标和制导武器。系统设计思想在航空火控系统及激光测距／照射系统中的应用,不仅能够提高航空武器系统命中目标的精度,而且能够优化激光系统的总体性能。     

光机一体化仿真系统开发

通过对光学设计和结构设计中数据转换方法的研究,开发了Zernike多项式拟合以及栅格像素点拟合两种光机数据转换接口,并将其与有限元仿真软件Natrans和光学设计软件CODE V进行集成,建立了光机一体化仿真系统,实现了光机一体化仿真过程中学科之间的数据交互。通过在实际光电产品应用测试,光机一体化仿真系统完成了机械结构与光学系统之间的数据转换,同时提高了设计效率,验证了本系统所开发的光机数据转换接口正确性与高效性。     

LD泵浦双棒Nd∶GdVO4激光器

为了获得可对红外成像探测器具有干扰效果的高功率、高重复频率3.8 μm中红外激光,首先通过LD侧面泵浦双棒技术和高重复频率声光调Q技术,获得高功率高重复频率1.06 μm激光,再将其作为泵浦光进行非线性差频试验,获得3.8 μm激光输出.将输出的3.8 μm中红外激光用于红外探测器的干扰试验,获得了较好的干扰效果.     

基于多脉冲的机载远程激光测距信号处理算法

通过接收端的信号处理电路提高回波信噪比,已成为增加机载激光测距机测程的一种有效方法。多脉冲累加平均利用信号相关而噪声不相关的时间特性能使信噪比提高N倍,从频域角度分析可得时域平均即频域的窄带化技术,带宽随脉冲个数增多而变窄。针对目标运动时回波有移位的特点,提出了多脉冲重叠区域应满足一定宽度的观点,通过仿真测试得到验证,给出了运动目标下多脉冲有效积累时脉冲重复频率需满足的条件。     

光纤激光器泵浦光参量振荡器

为了获得小体积高功率3~5μm中红外激光输出,通过高重复频率驱动调Q技术和种子注入光放大技术,获得高功率高光束质量1.06μm光纤激光输出,外置起偏器获得两束激光输出,利用波片偏振旋光原理,实现两束偏振态一致的激光输出,泵浦非线性晶体PPLN进行频率变换,实现高功率3~5μm中红外激光输出。在电源输入电流60 A,调Q驱动频率50 kHz的条件下,获得最高功率6.2W的3.8μm中红外激光,1.06μm到3.8μm转化效率为16%。实验结果表明:通过光纤激光器泵浦光参量振荡器,可获得高功率3.8μm中红外激光输出。