激光装定引信低噪声信息接收电路分析与设计

按照低噪声、高增益、低功耗、小体积激光装定引信信息接收电路的要求,研究了激光装定引信信息接收电路并重点设计了前置放大器。给出了低噪声信息接收电路的总体方案和PIN光电二极管的电路模型,详细分析了前置放大器的噪声与幅频特性,最后根据分析与设计结果进行了实验验证。实验结果表明该设计有效可行,满足激光装定引信信息接收电路要求。     

小型化激光近炸引信技术研究

小型化是激光近炸引信的关键技术和发展趋势.从激光近炸引信的工作原理出发,分别从引信体制选择、光电探测器选取、光学结构、电路系统4个方面研究了小型化的设计要求并提出了设计方案:采用距离选通与脉冲激光测距相结合的定距体制、雪崩光电二极管光电探测、接收光学系统内嵌发射光学系统的光学结构以及基于ARM核微控制器和时间数字转换器...     

FSO 在引信装定技术中的应用分析

在深入研究自由空间光通信(FSO Free Space Opt ical communication) 和国内外引信光学装定技术现状的基础上,对实现引信激光装定系统的编码调制技术进行了理论研究,给出一个低功耗、便携式引信激光装定系统设计方案,系统采用半导体激光器作为光源,采用PIN光敏二极管作为光接收器件,通过RS信道编码、PPM 调制及激光驱动电源控制,实现信息在激光载体上的高速率大气传输,最后给出系统的实验结果,探讨了引信激光装定技术的应用前景.     

基于盖革模式APD阵列的激光雷达性能分析

针对基于盖革模式雪崩光电二极管（APD）阵列的激光雷达,提出一种分析其探测性能的方法。通过分析APD像元产生的初级光电子和噪声计数率,对APD像元的探测概率、虚警概率和漏警概率进行研究和仿真。结果表明,当激光雷达发射和接收光学系统一定时,且探测500 m处目标,激光脉冲能量小于150μJ时,APD的探测概率随着激光脉冲能量的增加而提高;当激光脉冲能量在150μJ以上增加时,APD的探测概率保持不变。     

基于互相关时延估计的激光引信远距离定距

激光引信远距离定距目标回波微弱、信噪比低,针对传统脉冲式激光测距方式探测困难且测量误差大的难题,提出了基于互相关时延估计的数字化激光引信远距离定距方法。该方法首先通过快速傅里叶变换将发射脉冲和回波脉冲由时域变换到频域,然后对发射脉冲串序列的傅里叶系数进行共轭运算,并与回波脉冲串序列的傅里叶系数相乘,最后通过快速傅里叶逆变换得到互相关函数,对互相关函数进行峰值检测得到回波时延,从而实现目标定距。实验结果表明:该方法可以在低信噪比下实现目标定距,有效增加了激光引信的定距距离,最大测量误差为0.35 m,误差主要来源于回波脉冲的展宽。     

伪码引信长短码复合测高相关接收方法

针对传统脉冲体制伪码引信单组码测高存在高处理增益与减小探测盲区之间的矛盾,提出长短码复合测高相关接收方法。该方法采用一个长码相关器和一个短码相关器进行相关接收,两个相关器间用射频开关切换,远距离探测时选用长码相关器进行相关接收,处理增益高,干扰容限大,抗干扰性强;近距离探测时,选用短码相关器进行相关接收,探测距离更低,拓展了引信的近距离探测范围。测试和试验结果证明该方法在保证远距离抗干扰能力的情况下,可有效提高引信的近距离探测能力。     

一种小型脉冲激光器能量和重复频率测量电路

针对传统激光功率计无法实时检测的缺点,设计一种基于PIN光电二极管的小型激光脉冲能量和频率实时检测电路。在激光器输出窗口前端设置光学玻璃对激光输出进行透射和散射,利用PIN光电二极管探测激光散射信号并完成光电转换。微弱电信号经后续信号调理电路处理以外部中断方式触发单片机计时、计数,单片机同时采集调理电路的输出电压。系统最终实现了激光脉冲频率及能量的检测。测试结果表明:该系统的频率测量精度优于0.02%,能量测量精度优于1%,灵敏度优于0.8 V/mW,响应时间不大于3 ns。     

半主动式激光近炸引信目标探测体制研究

为了提高小口径火炮防空反导性能．研究了半主动式激光近炸引信目标探测问题。运用系统分析的方法提出了一种根据接收信号状态改变来判定起爆时机的目标探测体制。此外,还探讨了两种改进型几何截断定距体制,分析了其可行性和适用范围。     

基于DPSSL的激光引信光电探测系统设计

基于DPSSL(二极管泵浦固体激光器)的窄脉冲激光引信具有发射脉冲窄、峰值功率高、距离分辨力强的优点,是当前国际上激光引信发展的主要方向。本文以超窄脉冲激光引信为应用背景,介绍了一种主动近距宽视野、窄视场大动态范围探测的光电探测系统,有效提高引信的抗干扰能力。     

引信脉冲激光装定电路抗干扰技术研究

针对设计的引信脉冲激光装定实际电路，主要分析了背景光和大气等干扰对引信脉冲激光装定系统性能的影响．采用双视场探测方法和数字相关检测技术对接收信号进行处理，并进行了实际电路改进。通过实验和分析计算，得出了电路改进前后的信噪比和信噪改善比．实验结果表明改进后的引信装定电路同时满足抗干扰和小型化要求．装定系统性能得到提高。     

基于等效电路模型的APD特性分析

为探究雪崩光电探测器(APD)的特性,采用APD等效电路模型模拟雪崩光电探测器的特性;通过对APD载流子速率方程、暗电流、噪声电流以及各寄生参量等方面的研究,得到了APD的等效电路模型,基于该电路模型在PSpice软件中分析了APD的光电流和暗电流与反向偏压的关系、脉冲响应特性、频率响应特性、噪声电流特性、不同入射光功率下的光电特性以及光电流与接受光强度的关系。     

激光测速靶前端电路设计

为了提高光幕靶法测速系统的性能,提出一种激光光幕靶前端电路的设计方案。使用PIN光敏二级管阵列作为激光光幕靶接收部分的传感器,根据PIN光敏二级管的特性设计前置放大电路,将微弱光信号转换为电信号并进行预放大;提出采用消除误差的PIN管阵列新技术,并选用仪表放大电路进行后级放大。结果表明:该方案能避免环境因素对信号的影响,提高系统的信噪比,改善激光测速仪的性能。     

APD探测技术的实时噪声补偿

提出了一种新的ＡＰＤ（Ｃ３０９５０Ｅ为例）实时噪声补偿方法。利用单片机控制技术，使ＡＰＤ始终工作在接近最佳偏压状态，实现了ＡＰＤ偏压补偿的实时性，智能化。     

天幕靶光电探测性能改善研究

建立了LBS-1型立靶精度测量系统中的天幕靶,对天幕靶探测性能存在的各种影响因素,如:光电转换接收器件及其探测电路、天空背景亮度的强弱等进行了分析.提出选择拼接长条形、具有高频响应、低噪声的光电接收管作为探测器件,采用可调光阑、多路可调比较电压、提高电路放大倍数的措施,可以提高天幕靶的探测灵敏度.天幕靶能在大于500 lx条件下正常稳定工作.实践证明,采取的改善措施,工作可靠、稳定性好,达到了改善天幕靶光电探测性能的目的.     

基于互相关与混沌理论相结合的水下目标信号检测

鉴于当前传统的检测理论基础上的噪声抑制技术其指标已达极限,为了弥补互相关方法应用的局限性,文中将常规互相关检测方法与混沌检测方法相结合,构成一个新的微弱正弦信号检测系统,通过混沌系统相轨迹变化来检测目标信号,实现了强噪声背景下弱信号的检测,并用梅尔尼科夫函数给出了系统出现混沌状态的阈值。仿真结果表明,该检测系统对被强噪声覆盖的微弱正弦信号非常敏感,对任何零均值噪声具有极强的抑制能力。     

基于鲁棒H2AH∞估计的火炮位置伺服系统故障检测

在滤波理论中发展起来的鲁棒H2/H∞方法，可以较好地解决在模型中带有不确定性的动态系统的鲁棒估计问题，能够使得稳态估计误差的方差和瞬时值均在一定的范围内。在对火炮位置伺服系统进行故障检测诊断的研究中，利用系统状态变量的鲁棒H2/H∞估计生成残差，以抑制模型误差与噪声对检测诊断的影响，同时，引入H范数指标对故障检测滤波器的设计进行优化，既增强了故障检测系统对于模型误差与噪声的鲁棒性，又确保了对故障的灵敏性，从而有效地提高了系统的故障检测精度。     

自适应卡尔曼滤波在地磁姿态检测中的应用

针对多种噪声源作用下地磁姿态检测系统测量精度不足的问题,利用简化形式的弹丸被动段弹道方程,建立扩展卡尔曼滤波模型,通过对系统噪声、测量噪声和舵机噪声的自适应估计,实现整个滤波过程的自适应化,最后对自适应滤波方法进行了仿真验证。仿真和实验结果表明,自适应卡尔曼滤波算法具有较强的可行性,适用于地磁姿态探测系统。     

复杂海洋环境噪声下甚低频声信号检测方法

针对复杂海洋环境中的探测潜艇目标问题,开展复杂海洋环境噪声下的甚低频信号检测研究。采取更加符合实际的列维分布描述复杂海洋低频环境噪声,并基于对数矩法估计实测噪声的分布参数,为后续的系统参数选取提供先验知识;提出随机共振来检测复杂海洋环境噪声下的甚低频信号,分析列维噪声下的2阶随机共振方法;推导列维噪声下随机共振系统匹配参数,建立2阶双稳态匹配随机共振信号检测系统。仿真实验结果表明：2阶匹配随机共振检测器比传统相关检测器的检测性能优越很多;在虚警概率0.01条件下要使得检测概率达到0.9,比相关检测器所需输入信噪比降低10 dB. 通过外场湖中试验,验证了该系统对水下移动航行器产生甚低频声信号的有效检测。