激光雷达视场角的研究

在激光雷达的研究中,接收机视场角是一个非常重要的参数.作者利用一种改进的半解析Monte Carlo方法对激光雷达接收信号进行了模拟.在作者的模拟中,采用Henyey-Grenstein函数的修正公式、加入权值以及放宽判决门限等方法来增进光子的利用效率.由计算结果可以看出,不同的接收机视场角使得接收信号波形有很大的差异.通过分析,我们认为接收机视场角FOV=20～30mrad时能够获得较佳的接收信号.     

基于视场展宽迈克尔孙干涉仪的高光谱分辨率激光雷达滤光器设计研究

提出了用作近红外高光谱分辨率激光雷达(HSRL)光谱滤波器的视场展宽迈克尔孙干涉仪(FWMI)的设计方法。详细给出了FWMI的设计理论和设计指标的确定过程,通过视场补偿及热补偿设计,使FWMI能在一定温度范围内保证较大的入射视场。给出了针对近红外FWMI的设计结果。性能评估表明,所设计的FWMI可接收的视场角大于2°,并在(20±0.5)℃的温度范围内具有几乎不变的工作性能。最后通过容差分析,保证了该设计结果能满足现有的加工工艺。该设计过程和方法对FWMI的设计加工具有一定的指导意义。     

基于高光谱分辨率激光雷达的气溶胶分类方法研究

气溶胶是影响气候变化和空气质量的重要因素,对气溶胶作用的量化分析依赖于气溶胶光学性质及其垂直剖面的精细探测。高光谱分辨率激光雷达利用窄带光学滤波器,可在光谱上实现对分子散射和气溶胶散射的分离,从而在不需假设气溶胶激光雷达比的情况下,独立获取气溶胶消光系数和后向散射系数。文中基于高光谱分辨率激光雷达技术,开展气溶胶分类方法研究。根据已有的气溶胶分类研究结果,给出基于气溶胶光学参数的分类方法,并建立气溶胶分类查找表。利用高光谱分辨率激光雷达于2015年春季在青岛地区测量的气溶胶消光系数、后向散射系数和退偏振比,参照建立的气溶胶分类查找表,实现了对气溶胶的分类识别,并用HYSPLIT轨迹模式、NAAPS气溶胶模式进行了印证。个例研究结果表明该方法能够实现对气溶胶类型的正确识别。     

扫描激光雷达大视场与全景成像技术研究进展

激光雷达作为一种高精度、快速获取三维环境信息的主动探测技术,在国防和民用领域具有重要的应用价值.按其成像方式的不同可以分为扫描式和非扫描式两大类.非扫描激光雷达受制于阵列探测器件的性能,成像范围和距离有限,而扫描激光雷达具有大视场、高分辨率和探测距离远的优势,成为当前激光雷达技术发展的主流.作为扫描成像激光雷达的核心技...     

大气遥感高光谱分辨率激光雷达研究进展

高光谱分辨率激光雷达由于可实现对大气参数的精确反演,在大气遥感领域具有较好的发展前景。介绍了高光谱分辨率激光雷达探测气溶胶、大气温度以及风速的基本原理以及目前国内外的研究进展,并重点介绍了高光谱分辨率激光雷达系统中的鉴频技术、激光技术、锁频技术以及数据处理技术等几项关键技术。     

基于奇相干叠加态的超分辨率量子激光雷达

研究了基于奇相干叠加态的超分辨量子激光雷达方案。根据量子光学理论,分别推导了基于传统的强度差探测,量子信息中的投影测量和奇偶光子数分辨探测方式的输出信号的表达式并进行了分析和讨论。通过以上的分析和讨论,重点研究了奇偶光子数分辨探测方法。同时借助数值计算展示了基于奇相干态联合奇偶光子数分辨探测的超分辨率激光雷达的两种超分辨率特征,即窄峰型和多重窄峰型的干涉条纹。最后,从模型本身出发解释了多重窄峰型超分辨的物理机理。     

无人机激光雷达遥感图像超分辨率重建方法

通过无人机激光雷达技术获取遥感图像的过程中易受外界干扰,出现图像清晰度低、细节信息模糊等问题,提出无人机激光雷达遥感图像超分辨率重建方法。在最小二乘滤波方法的协助下对无人机激光雷达遥感图像进行多尺度分解后,增强遥感图像纹理信息,并利用图像局部特征自适应融合方法对遥感图像进行融合处理,将预处理后的遥感图像超分辨率重建视作信息测量值的信号重建问题,不断地利用稀疏系数以及联合字典学习法训练得出最终结果,从而实现遥感图像超分辨率重建。实验结果表明,所提方法的遥感图像重构效果好、信息融合质量优、重构图像效率高以及MSE均方根误差低。     

合成孔径激光雷达距离像分辨率非线性恶化与补偿

详细研究了合成孔径激光雷达实验室演示成像实验中因发射激光器非线性调频而带来的距离像分辨率恶化及其补偿。理论分析了因采用线性调波长而非线性调频率光源引起的外差信号频谱展宽及其对距离像分辨率恶化的影响;比较了采用匹配参考信道或不匹配参考信道对距离像恶化的两种补偿办法;数值模拟计算了非线性调频带来的距离像分辨率恶化及其补偿后的图像;建立了以1.55 μm可调谐光纤激光器为发射源的演示实验装置,演示了距离像恶化的严重性和补偿的有效性,给出了采用参考信道补偿对距离像分辨率影响的详细数据。     

基于小波多分辨率分析的激光雷达弱信号处理

提出了小波多分辨率分析方法对激光回波弱信号进行处理,从而突破了传统滤波处理方法,对于激光回波信号处理十分有效,提高了信号分析的准确性。结果表明,采用一台TEA CO2激光器进行实验,当采样速率达到120MHz时,对于S/N≥1.2的含噪信号能有效地去掉噪声,准确可靠地提取出有效信号,并保持了原信号的特征。采用该数字处理方法可以大幅度提高目前激光雷达的工作能力。     

毫米波雷达高分辨抑制角闪烁试验研究

角闪烁是影响毫米波末制导雷达角跟踪精度的主要因素之一,可能致使脱靶量增加,甚至导致目标丢失。然而目前关于角闪烁的研究主要基于理论分析、建模和仿真,试验研究相对较少。本文首先简述了角闪烁产生的机理,分析了角闪烁的特征,然后总结了抑制角闪烁的常用方法,并阐述了高分辨雷达抑制角闪烁的原理,开展了毫米波单脉冲雷达角闪烁试验,最后利用室内试验结果验证了高分辨可有效抑制目标上多散射中心间相互干涉引起的角闪烁。     

折衍混合式相干CO2激光雷达天线系统性能研究

为验证小型化折衍混合式相干激光雷达天线系统设计方案的可行性，以1：2的比例设计制作了试验系统，与原雷达系统中使用的开普勒式透射天线做了对比试验，试验结果证实了折衍混合式天线系统设计方案的可行性。对两种天线系统的性能进行了对比研究。     

一种利用多核解卷积提高雷达角分辨力的方法

解卷积方法可以提高雷达的角分辨力,但传统的解卷积算法对噪声很敏感,且有可能无解。给出了多核解卷积方法的最优滤波器,分析了多核解卷积的输出信噪比,指出其抗噪声性能要优于单核解卷积。最后将多核解卷积的方法运用到单脉冲雷达中。仿真结果表明,在输入信噪比为20dB的情况下,该方法还能够得到很好的结果。     

相干式CO_2激光边缘跟踪雷达光学系统

根据目标激光散射回波的基本特性和边缘跟踪概念，设计并制作了一套单管调频连续波（ＦＭＣＷ）体制的相干式ＣＯ２激光雷达光学系统。这套系统的组合像差弥散斑直径约５０μｍ，用０．１８ｍｒａｄ全发散角的细光束照射目标产生了较好的误差信号。激光束模式较好时，系统接收到了７．８ｋｍ处房屋的后向散射信号，经扫频窄带滤波后，信号具有较高的信噪比，此时激光器输出功率约为５Ｗ。     

雷达分辨率仿真试验方法研究

介绍了影响雷达分辨率的因素,针对传统雷达分辨率试验方法组织实施复杂,试验所需经费多、周期长,精度差的问题,从系统仿真的角度出发,经过对真实目标的数字、模拟延时,仿真出分辨率试验的另一目标,简化了雷达方位角分辨率和距离分辨率的确定方法。仿真目标的调整控制简单、方便,仿真置信度高、精度好、经济效益显著。     

应用于激光雷达的光电子技术

从激光雷达的组成结构出发,讨论了激光器技术、探测器技术以及光学技术等在激光雷达中的应用情况,介绍了它们的研究进展和发展现状.     

CO2激光主动成像雷达扫描成像实验

采用扫描发射、收发合置、外差探测等技术建立了一台CO2 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 ,并对室内 5m处的目标及室外 5 78m远处的大楼做了成像实验 ,扫描角度为± 2°×±1° ,获得了每秒 10帧、每帧 32行的轮廓像。     

高集成度四视场中波红外光学系统

为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路进行了二次折叠。通过以上六次折叠,整个双光路光学系统的外形尺寸得到了有效约束,其外形包络在242 mm×150 mm×85 mm (局部125 mm)范围内,系统集成度高。这种双光路光学系统包括超小视场、小视场、中视场和大视场四个视场。其中,超小视场的焦距为688 mm,视场为0.8°;大视场的焦距为13.19 mm,视场为40°,实现了长焦距和超大视场并存,并获得了50×的变倍比;超小视场光学系统仅采用5片透镜,透过率高,并具有光学被动消热差设计;整个双光路光学系统结构紧凑,体积小,实现了超小型化。设计结果表明,该光学系统像质良好,可以满足高性能热像仪的使用要求。     

雷达提高距离分辨力的途径介绍

数字信号处理技术、频率合成技术、接收机技术的发展给雷达总体设计和实现提供了许多捷径。本文将介绍脉冲压缩、调频连续波、步进调频三种雷达提高距离分辨力的原理,结合现代电讯技术的发展,分析这些体制雷达的可实现性,最后将指出这些技术的应用将有效提高舰载雷达的探测和目标识别能力。     

雷达导引头角闪烁抑制算法研究

角闪烁是雷达目标的固有特性,特别是在近距制导时,角闪烁是影响毫米波末制导雷达角跟踪精度的主要因素之一,可能使脱靶量增加,甚至导致目标丢失。本文在阐述角闪烁形成机理及其对末制导角跟踪精度影响的基础上,提出了一种基于距离高分辨和α-β-γ滤波以及角通道滤波后处理的近距离角闪烁抑制算法,并利用跑车跟踪仿形坦克目标实测数据验证了该算法的有效性。