激光雷達(dá)接收系統(tǒng)的噪聲特性研究.pdf

1、激光雷達(dá)的應(yīng)用十分廣泛，無論在軍事上還是民用上都具有極高的應(yīng)用價(jià)值，是目前高科技領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。激光雷達(dá)的研究，不僅需要建立高性能的激光雷達(dá)系統(tǒng)裝置，還需要進(jìn)行激光雷達(dá)的系統(tǒng)性能及應(yīng)用研究。影響激光雷達(dá)系統(tǒng)性能的因素很多，包括如大氣傳輸特性、目標(biāo)特性等，對這些特性的研究，一方面可通過實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行理論分析，另一方面，可通過計(jì)算機(jī)仿真的方法，首先建立激光雷達(dá)系統(tǒng)理論模型，然后在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行影響激光雷達(dá)系統(tǒng)性能的諸因素的研究。計(jì)

2、算機(jī)仿真，除了節(jié)約研究經(jīng)費(fèi)外，還具有更大的自主性，可以根據(jù)需要合理地設(shè)置大氣、目標(biāo)、激光系統(tǒng)等特性參數(shù)等。建立激光雷達(dá)仿真模型，首先需要建立激光雷達(dá)發(fā)射、接收系統(tǒng)模型，在接收系統(tǒng)模型中，核心是光電探測器模型的建立，其次還包括信號處理如放大、濾波、脈沖幅度鑒別等部分。 本文針對目前激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的需要，研究了激光雷達(dá)接收系統(tǒng)的噪聲特性，在理論研究的基礎(chǔ)上通過仿真實(shí)驗(yàn)對接收系統(tǒng)的各種噪聲進(jìn)行分析并得出結(jié)論，進(jìn)一步地針對具體問題提出

3、了解決的方法及新的設(shè)計(jì)思想。這對激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展完善及其它應(yīng)用領(lǐng)域信號的測量都具有較深遠(yuǎn)的意義。 1.介紹了激光雷達(dá)接收系統(tǒng)的組成和原理，并建立了基于理論及仿真的理想高斯脈沖發(fā)射模型。重點(diǎn)研究了雪崩光電二極管(Avalanche Photodiode，APD)、跨阻抗前置放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)的噪聲特性及自動增益控制放大器(Automatic Gain Control，AGC)的設(shè)計(jì)

4、方法。 2.討論了APD的噪聲特性、溫度特性、增益特性、偏壓特性及其他一些特征參數(shù)，獨(dú)立研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)APD內(nèi)部的適應(yīng)溫度變化的增益控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)采用溫度的偏壓跟隨控制原理，大大減小了由于溫度起伏而產(chǎn)生的極強(qiáng)噪聲(可把信號淹沒)，同時(shí)穩(wěn)定了系統(tǒng)的增益，優(yōu)化APD的探測性能；對于TIA，為盡可能的降低系統(tǒng)的噪聲同時(shí)又不影響其增益和帶寬等性能，參數(shù)的選擇一直是問題中的難點(diǎn)，本文通過對其噪聲特性、溫度特性、增益特性及頻率特性的研究