激光雷達接收系統(tǒng)的噪聲特性研究.pdf

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

2、算機仿真，除了節(jié)約研究經(jīng)費外，還具有更大的自主性，可以根據(jù)需要合理地設置大氣、目標、激光系統(tǒng)等特性參數(shù)等。建立激光雷達仿真模型，首先需要建立激光雷達發(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技術(shù)發(fā)展的需要，研究了激光雷達接收系統(tǒng)的噪聲特性，在理論研究的基礎上通過仿真實驗對接收系統(tǒng)的各種噪聲進行分析并得出結(jié)論，進一步地針對具體問題提出

3、了解決的方法及新的設計思想。這對激光雷達技術(shù)的發(fā)展完善及其它應用領域信號的測量都具有較深遠的意義。 1.介紹了激光雷達接收系統(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)的設計

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)，獨立研究并設計了一個APD內(nèi)部的適應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)生的極強噪聲(可把信號淹沒)，同時穩(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，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