調(diào)制激光雷達(dá)水下探測的仿真研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)水下目標(biāo)探測在軍事和民用上都有重要的作用，很多國家都在爭相研究這一先進(jìn)的技術(shù)。為了提高水下目標(biāo)的分辨率和探測靈敏度，本文仿真研究了激光雷達(dá)水下探測系統(tǒng)。在探測器接收的回波信號中，后向散射噪聲信號占絕對優(yōu)勢，幾乎把目標(biāo)反射信號湮沒，使得水下目標(biāo)極難分辨。抑制后向散射噪聲信號，提高目標(biāo)的分辨率是本文的主要任務(wù)。
　　基于已有理論對海水信道方程的研究，后向散射信道的頻譜呈低通特性，而目標(biāo)反射信道的頻譜基本不隨頻率變化，在高頻

2、處目標(biāo)反射信道的頻譜幅度超過了后向散射信道的，如果將目標(biāo)信號的頻譜搬移到高頻處，水下目標(biāo)的分辨率將會得到提高，基于這種思想，一種用微波信號對激光脈沖進(jìn)行調(diào)制并對回波信號進(jìn)行頻域?yàn)V波的方法被提出來。本文應(yīng)用這種方法研究了頻率調(diào)制和幅度調(diào)制等方法，幅度調(diào)制取得了較好的結(jié)果，對其重要的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了以信噪比和目標(biāo)反射信號與后向散射信號的峰值比為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)參數(shù)的最優(yōu)取值：微波信號頻率1.5-3.5GHz，濾波器帶寬200-400

3、MHz等。
　　本文還研究了FP調(diào)制、鏡像翻轉(zhuǎn)FP調(diào)制、雙余弦疊加幅度調(diào)制等方法，其中雙余弦疊加調(diào)幅取得了最佳的效果，目標(biāo)反射信號與后向散射噪聲信號功率的峰值比接近1，與未經(jīng)頻域?yàn)V波法處理的回波信號相比，后向散射信號的峰值功率衰減了約23倍，而目標(biāo)反射信號的峰值功率衰減了僅3倍，可見這種方法對于抑制后向散射噪聲信號有著顯著的效果。
　　與傳統(tǒng)的激光雷達(dá)水下探測系統(tǒng)相比，可以得出調(diào)制技術(shù)加頻域?yàn)V波的方法是提高水下目標(biāo)分辨率的有