近距离目标激光探测性能研究

【摘要】光电探测技术在航天、航空、煤矿、工业建筑与交通领域等方面应用越来越广泛,特别是红外光电探测技术,由于它采用的是单波长探测原理,对环境干扰影响比较小。但是由于环境的多样性会为探测系统带来虚假目标信息,这会较为明显的影响红外探测结果。因此,对目标特性的分析与研究是鉴别虚假目标的重要方法,从而降低探测系统对环境的敏感度。通过激光探测系统目标特性研究,为近距离目标条件下激光探测系统探测能力的提高提供有力的分析依据。论文建立在探测原理的基础上,设计了激光探测系统的发射与接收部分,并开展目标特性和探测性能研究,这为激光探测系统的改善研究提供理论设计的依据和工程实践的分析手段。论文依据激光探测机理,研究与设计激光发射系统和接收探测系统,采用等效分析方法分析了发射与接收电路的噪声特性；基于硬件平台设计,通过目标作用在探测区的特点,研究了环境背景光亮度、发射激光照射到目标的表面亮度、太阳对目标的辐射等共同作用在目标表面上的辐射亮度的计算方法,并给出了它们之间的函数计算模型,利用小面元细分方法建立了探测距离与目标亮度、电路噪声、目标辐射总面积的计算模型；从发射信号特性入手研究了目标反射回波特性；按照发射视场和接收视场的公共作用区,研究了目标在视场中的光通量计算方法以及推算出光通量与探测极限距离的计算关系,并分析了探测系统的探测性能影响因素；通过仿真,给出了环境背景光亮度、发射激光照射到目标的表面亮度、太阳对目标的辐射与接收探测器获得的辐射能变化曲线,以及目标光通量与探测极限距离的变化曲线等。在仿真实验及设计硬件电路的基础上,进行了电路调试,分析了电路中采集的波形图。通过实验获得的数据,可以明显的看出,对于同一测试条件,同一物体在不同探测距离条件下,距离越远,反射的回波能量越弱,反之越强；在同一探测距离下,目标尺寸越大,反射的回波能量越强。
【作者】李嫣然；
【导师】李翰山；雷志勇；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】激光探测；目标特性；探测性能；探测电路；辐射亮度；光通量；

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