激光测距弱信号的相关数字检测与仿真

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1、第"M卷第&期中国激光V<=J,"M，**,TSUT,6N>6R5=4，"!!"文章编号：!"#$%&!"（#"!!"）!&%!’’(%!#激光测距弱信号数字相关检测技术的研究和仿真(，""章正宇，眭晓林（(西安电子科技大学技术物理学院，陕西西安&(!!&(；"华北光电技术研究所，北京(!!!(#）提要针对激光远程测距或恶劣环境测距中回波弱信号信噪比低，难以提取的困难，提出运用数字相关检测技术进行处理，并对单脉冲互相关、多脉冲互相关等数字处理技术作了介绍，并结合激光雷达的测距系统进行一系列仿真和计算，收到了良好效果。关键词激光测距，弱

2、信号，数字相关检测中图分类号)*"+&文献标识码,!"#$%&#’$"()#’#%"(*+,,-("%#+$)-%-.%#+$+/0"1-,2"$’#$’：&%345"$4?("%#+$(，"，6789:;<%=:2"-.,*/-0123%45((!"#$%&$’(&")%*+(,-..(/(-01%2%3)4)%5(6$%7#，1%’3)&(!!&()"8-67","%)39($(36&":)$7%7+7(-0;.(&76-<-=7%&$，>(%?%)/(!!!(#781%,".%)016*>

3、1=;A1CC;23:23

4、==01=K@<3C1;@=4:HKC

5、路对回波进行放大、滤波、阈形因介质折射、散射而畸变展宽，但散弹噪声、暗噪值触发、整形和计数。考虑到信号与噪声的独立性，声以及热噪声等噪声信号幅度和频带特性基本不根据光电探测平方律和信噪比定义，光电直接探测变，所以目标回波淹没在噪声中，接收信噪比较小，输出信噪比为［(］用传统的阈值检测法根本无法提取目标信号。"（$）"A-$%%C)%现代雷达、声纳、语言通信等电子技术领域的实（6*>）-@)@"@(B（"$C)）（(）-"$%)%B)%%%践已经证明信号数字化检测与传统模拟电路检测相式中，$%C)%为探测器输入信噪比；$-C)-为探测器输比具有精度高、灵活性大、易于大规模集成等

6、优点，出信噪比。可靠性也相应提高。但与其他波段信号相比，脉冲收稿日期："!!(%!#%L(；收到修改稿日期："!!(%((%!#作者简介：章正宇（(M&"—），男，高级工程师，现为西安电子科技大学在职博士研究生，在华北光电技术研究所主要从事激光弱信号探测和激光水下目标探测研究。N%H;:=：II4%("L+O"’LJ21@22,中国激光,M卷激光雷达脉宽很窄，将其进行!"#转换变为数字信号较为困难。另外在远程测距中对信号进行长时间高速率!"#转换，信号处理单元数据吞吐量极大，实时处理也很困难。但近年来，随着高采样率高带宽!"#器件的出现和大规模数字并行处理产品的高速发展，激光

7、雷达信号数字处理技术逐渐走向实用。运用采样率!"#$，带宽!%%&#$的!"#器件，现已图!单脉冲互相关运算示意图能够实现脉冲激光回波信号的高保真数字化，高速’:;?3@A:=5:@;B@3CDE:F;G?E:;F@G=CBB?G@A:CF’(")和*+(可以直接通过并行算法实时处理大量数据。这样在传统模拟域中无法解决的弱信号探测最后输出信号为问题有望在数字域中应用飞速发展的数字处理技术!-,’（&!）)-!.’（%）&（%/!）5%（-）加以解决［,，-］。把（,）式代入（-）式得!-,弱信