可编程啁啾调幅单光子激光雷达系统研究

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 线性调频技术介绍

1．3 Gm-APD作为激光雷达探测元件的发展现状

1．4 常见的啁啾激光雷达体制

1．4．1 直接探测

1．4．2 外差探测

1．4．3 零差探测

1．5 国内外研究现状

1．5．1 国外啁啾调幅单光子激光雷达的发展现状

1．5．2 国内在该领域研究现状

1．6 啁啾调幅单光子激光雷达研究现状的分析

1．7 课题主要研究内容及论文结构安排

2 啁啾调幅单光子激光雷达系统

2．1 啁啾调幅单光子激光雷达的测距原理

2．1．1 啁啾调幅激光雷达测距原理

2．1．2 基于Gm-APD的啁啾调幅激光雷达原理

2．2 Gm-APD探测器的工作原理

2．3 Gm-APD的驱动抑制技术

2．3．1 被动抑制电路

2．3．2 主动抑制电路

2．3．3 门控电路

2．4 啁啾调幅单光子激光雷达系统的评价指标

2．4．1 距离分辨率

2．4．2 信噪比

2．4．3 距离精度

2．4．4 最大测量距离

2．5 本章小结

3 提高啁啾调幅单光子激光雷达系统距离精度的研究

3．1 啁啾调幅单光子激光雷达系统理论分析

3．1．1 啁啾调幅单光子激光雷达系统结构及工作原理

3．1．2 啁啾调幅单光子激光雷达系统回波信号理论推导

3．2 自适应多周期累加算法

3．3 基于自适应多周期累加的频域最小二乘拟合算法

3．4 基于自适应多周期累加的时域最小二乘拟合算法

3．5 提高测距精度方法的仿真结果分析

3．6 本章小结

4 基于LabVIEW平台的可编程啁啾调幅单光子激光雷达系统搭建

4．1 基于LabVIEW平台的可编程啁啾调幅单光子激光雷达硬件系统设计

4．1．1 数据采集模块

4．1．2 信号发生模块

4．1．3 GPIB控制模块

4．1．4 可编程电源模块

4．1．5 可编程激光器

4．1．6 电光调制器

4．1．7 光纤分束器

4．1．8 可调光纤衰减器

4．1．9 Gm-APD模块

4．1．10 光纤延时模块

4．1．11 APD监视模块

4．2 基于LabVIEW平台的可编程啁啾调幅单光子激光雷达软件系统设计

4．2．1 基于LabView平台的数据采集模块设计

4．2．2 基于LabVIEW平台的光子计数率测量模块设计

4．2．3 基于LabVIEW平台的GPIB控制模块设计

4．2．4 基于LabView平台的数据处理模块设计

4．2．5 基于LabView平台的直流偏置控制模块设计

4．2．6 基于LabVIEW平台的信号发生模块设计

4．3 本章小结

5 实验数据分析

5．1 不同光纤长度下实验对比分析

5．2 不同光子计数率下实验对比分析

5．3 不同采样率下实验对比分析

5．4 不同啁啾脉冲宽度下实验对比分析

5．5 不同啁啾带宽下实验对比分析

5．6 本章小结

6 总结及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及其他成果