微波激光雷达一体化系统性能仿真及实验研究
本文关键词：微波激光雷达一体化系统性能仿真及实验研究 出处：《哈尔滨工业大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：近年来,随着探测环境的日益复杂以及所需探测目标的多元化发展,单一探测模式已无法满足实际需求,激光探测精度受大气影响较大且空间搜索能力较差、微波探测相关性能的进一步提高也一直受器件电子学瓶颈的限制,因此,如何妥善的将二者有机结合使二者可以较好地取长补短以适应更高的实际探测要求则变成了目前急需探讨的问题。因此,本文对微波激光雷达测距系统的一体化问题进行了设计及理论研究,并通过实验验证了一体化系统理论的正确性和可操作性。本文从传统调频连续波激光测距理论出发,结合现有利用直接数字式频率合成器作为信号发生器的思想,创新性的提出了利用频点阶跃变化的准调频连续波测距理念,并设计了微波激光雷达一体化测距系统,通过理论推导、建立模型进行了系统理论阐述,并得到了本系统所对应的测距公式及距离分辨力公式。进而本文针对信号发生模块进行了详细的理论分析及仿真,对信号发生模块所涉及到的主要参数——光学频率梳的梳齿个数、重复频率、重复频率抖动、功率抖动以及可调谐F-P腔滤波器的响应时间、频点持续时间还有耦合器的耦合比对系统作用距离、测距精度、测距分辨率的影响进行了模拟仿真,分别得到了激光测距系统以及微波测距系统的最优参数设置范围进而得到了一体化系统的合理使用规则。在实验验证方面,首先设计了基于双平行马赫增德尔调制器的载波抑制单边带调制理论的环形结构作为产生光学频率梳的实验系统,并在实验中得到了平坦度为0.2359 dB的9个梳齿。同时利用产生的光学频率梳完成了信号发生模块的验证实验,得到两个频点阶跃变化的调频连续波,验证了一体化系统信号发生模块设计思路的正确性,即光学频率梳+可调谐F-P腔滤波器结构可产生激光/微波波段的频点阶跃变化的准调频连续波。最后,本文又利用强度调制器的双边带调制理论设计了频点阶跃变化的准调频连续波激光测距实验,实验结果与理论推导及仿真较为符合,间接证明了一体化系统理论的正确性及实际可操作性。
[Abstract]:In recent years , with the increasing complexity of the detection environment and the diversified development of the required detection targets , the single detection mode has not met the actual demand , the laser detection accuracy is limited by the electronic bottleneck of the device .
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958.98
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，本文编号：1356605
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