LRCS系统中选频放大器中心频率的自动跟踪技术

发布时间：2020-05-17 17:20

【摘要】：在测量隐身装备的激光雷达散射截面(LRCS,Laser Radar Cross Section)时,系统回波信号十分微弱,且LRCS测量系统易受外界环境、背景噪声和接收系统噪声影响,使得LRCS测量难度增大。为了尽可能地抑制杂散光及背景光干扰,接收系统应当选用高Q值选频放大器。但高Q值选频放大器的阻容元件易受环境温度影响而变化,探测结果将产生很大误差,严重影响LRCS测量设备精度。此外,高Q值选频放大器对光源调制频率起伏也十分敏感。选频放大器中心频率通常不是一个可直接测量的量,如何去表示它,并与激光调制频率进行比较有较大困难。因此,既要保证选频放大器有高Q值,又不能因环境变化或光源调制频率起伏造成测量误差,就成为LRCS测量中一个突出技术问题。本文提出一种新的方法,来有效地解决选频放大器中心频率漂移以及发射激光调制频率起伏对测量系统的影响。本文介绍了激光雷达的系统结构、工作原理和相关应用,重点讨论了激光雷达散射截面的定义和测量原理。同时,详细介绍了对比法测量激光雷达散射截面的原理和方法,对系统回波功率进行了估算。通过比较几种滤波器性能,根据本文研究方向,选择使用稳定性好、易调节的双二次有源带通滤波器作为选频放大器。对该滤波器中心频率变化特性,频响特性和稳定性进行了重点分析。针对LRCS测量课题应用需求,本文提出了一种中心频率可自动跟踪的双二次有源带通滤波器方案。首先,根据双二次有源带通滤波器中心频率调整原理,进行了电路仿真,验证控制方案的可行性。通过性能对比,选择使用MSP430G2553单片机和程控AD8400数字电位器来实现自动跟踪方案,对单片机MSP430G2553和数字电位器AD8400的性能和工作原理进行了简单地介绍。采用Protel99se设计了中心频率可自动调节的双二次有源滤波电路,并制作出测试电路板。通过人为产生输入信号频率抖动和环境温度变化引起滤波器中心频率变化的方式,重点验证了输入信号频率抖动或滤波器中心频率因环境影响产生变化时,本双二次有源带通滤波器的自动跟踪性能。实验结果表明,无论光源抖动还是环境引起中心频率变化,由于控制系统补偿作用,输出稳定性都能提高一个数量级以上,效果十分理想。
【图文】：

实物,激光雷达

对目标进行多次探测，可采集到目标更多原目标带来了极大便利。且其探测点间隔性。在传统雷达的基础上得到了很大提升，其1 mrad和10m/s以内。束宽度以及沿直线传播等优良特性，激光大自然中的电磁波信号，，无法干扰到激光。这就使得激光雷达在信息传播以及军事积小的方向性，所以只有在激光传播的路径才信号很难被截获。激光雷达口径可以小到非常灵巧、轻便。

测量系统,激光雷达散射截面

第二章激光雷达散射截面测量系统第二章激光雷达散射截面测量系统激光雷达散射截面受目标大小、形状和表面状态影响，不但可反映目标对激散射能力，还可反映目标总体反射能力。其测量可用于战斗机等隐身装备的。在测量激光雷达散射截面时，需要使用连续调制的激光信号作为载波。其测图 2.1 所示，该测量系统主要由发射系统、接收系统和监视系统组成。图中方向表示光传播方向[52]。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN722;TN958.98

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