基于偏振相干的星载激光测高技术

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1、学号：S13040420硕士学位论文基于偏振相干的星载激光测高技术研究生姓名：张立媛学科、专业：电子科学与技术二○一六年三月分类号：TP274.2密级：可公开UDC：621.3编号：基于偏振相干的星载激光测高技术THETECHNOLOGYOFSPACEBORNELASERALTIMETERBASEDONPOLARIZATIONCOHERENT学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：电子科学与技术（0809）研究方向：光电传感与光电探测技术申请学位级别：工学硕士指导教师：臧景峰副教授赵

2、海丽副教授研究生：张立媛论文起止时间：2014.04—2015.11摘要随着空间科学技术的迅速发展，星载激光测高技术作为一种高效精确的测量手段广泛应用于军事和国防建设中。常见的激光测高方法有脉冲式、相位式等，在对信号的探测技术上有直接探测技术和相干探测技术。针对激光在大气中的传输特性，本论文经过大量的调研后，设计了基于偏振相干的星载激光测高系统。在了解偏振光的传输特性后，对发射激光采用偏振调制方法，使激光在大气传输的过程中尽量减小衰减，在发射激光的同时给计数单元一个计数开始信号。在探测方法上使用相干探测技术，

3、利用激光偏振相关匹配实现对回波信号的最大信号探测，回波信号经过APD探测器转换为电信号，对该信号进行一些放大处理后作为计数单元工作的结束信号。在后续信号处理中利用FPGA作为微处理器，采用脉冲双沿计数法进行计数，相比于普通计数方式减少了计数时产生的误差，在一定程度上提高系统信噪比和测高精度。关键词：激光测高，偏振调制，相干探测，APD，FPGAIABSTRACTWiththerapiddevelopmentofspacescienceandtechnology,spacebornelaseraltimetry

4、technologyasanefficientandaccuratemeansofmeasurementiswidelyusedinmilitaryandnationaldefenseconstruction.Commonlaseraltimetrymethodincludepulse,phasetypeSignaldetectiontechniqueincludedirectdetectiontechnologyandcoherentdetectiontechnology.Inviewofthecharac

5、teristicsoflasertransmissionintheatmosphere,thisthesisafteralotofresearchdesignsspacebornelaseraltimetersystembasedonpolarizationcoherence.Afterunderstandingthetransmissioncharacteristicsofpolarizedlight,thepaperusepolarizationmodulationfortransmittinglaser

6、.andmakethelaserintheprocessofatmospherictransmissiontominimizetheattenuation,andgiveacountingbeginsignalatthetimeofthelaserbeamistransmitted.Detectionmethodusecoherentdetectiontechnology.Itusepolarizationcorrelationmatchingtechnologyrealizesdetectionofthem

7、aximumsignalofechosignal.TheechosignalisconvertedtoelectricalsignalbyAPDdetector,andthesignalofthesignalisprocessedbyanumberofamplification.Thenthesignalascountunit’stheendsignal.Inthefollowingsignalprocessing,thepaperusesFPGAasthemicroprocessor,andcountsth

8、epulsedoublecountingmethod.Themethodreducestheerrorgeneratedbythecountcomparedtotheordinarycountingmethod.Themethodimprovesthesignal-to-noiseratioandheightaccuracytoacertainextent.Keywords:LaseMeasurin