激光阵列半实物仿真中回波信号高速传输技术研究.pdf

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1、硕士学位论文(激光阵列半实物仿真中回波信号高速传输技术研究↑(RESEARCHONHIGH-SPEEDTRANSMISSIONOFECHOSIGNALSINSEMI-PHYSICALSIMULATIONOFLASERARRAYS↑张硕↑(哈尔滨工业大学←(楷体小2号字加粗)2018年6月←(年、月用阿拉伯数字，宋体、TimesNRoman小2号字加粗)国内图书分类号：学校代码：国际图书分类号：密级：↑↑工学硕士学位论文激光阵列半实物仿真中回波信号高速传输技术研究硕士研究生：张硕导师：杨春玲教授申请学位：工学硕士学科：电气工

2、程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:(TimesNewRoman小4字)U.D.C:(TimesNewRoman小4字)DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONHIGH-SPEEDTRANSMISSIONOFECHOSIGNALSINSEMI-PHYSICALSIMULATIONOFLASERARRAYS↑Candidate：ShuoZhangSupervisor：Prof.Ch

3、unlingYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着激光雷达技术的飞速发展，激光雷达凭借实时性强、分辨

4、率高和抗干扰性强等优点，被广泛应用于军事侦察和民事领域。在激光雷达投入使用之前，必须对其性能进行验证与评估，激光阵列半实物仿真系统是激光雷达性能测试的重要手段，其性能的好坏直接影响到整个测试的精确性。该系统通过驱动控制激光阵列来模拟激光雷达回波成像，其成像逼真度与数据传输速率和阵列控制精度紧密相关。针对国内现有系统实时性差、精度低的缺点，本课题设计的回波信号高速传输系统以实现吉比特数据传输速率和纳秒级驱动控制精度为目的。在研究国内外激光阵列半实物仿真系统设计方案的基础上，对现有系统进行结构优化与改进，设计了具有高实时性与成

5、像精度的回波信号高速传输系统，并完成系统硬件与IP核设计，搭建测试平台验证系统性能。主要研究内容如下：首先，研究高速串行数据传输技术并应用到系统设计中，包括高速串行通信协议、时钟数据恢复技术和线路编码技术。分析优化现有系统架构并完成系统的总体方案设计，研究高速串行通信接口、总线控制接口和主控制器设计方法并确定设计方案，为系统的硬件及逻辑设计奠定基础。其次，研究高速硬件电路信号完整性技术及设计方法，分析影响信号稳定性的反射、串扰等因素。设计系统高速硬件电路整体架构，将硬件电路分为高速串行通信接口模块、总线接口模块和主控制器及

6、其相关电路三大部分，详细分析各部分设计思想、电路结构和器件选型，完成高速PCB信号完整性设计。然后，构建系统IP核整体架构，在逻辑设计中采用自顶向下的模块化设计方法，将系统分为总线控制、高速串行通信和驱动控制三部分进行逻辑设计。设计高速串行通信部分的数据传输协议和校验算法，研究驱动控制方案并进行改进设计，并对各部分逻辑设计模块IP核进行仿真验证，实现各部分所预计的功能。最后，搭建整个系统测试平台，包括上位机测试软件的编写。并对系统各部分进行功能调试，以确保其能够正常工作，然后对系统的高速串行通信接口和驱动控制关键环节分别进

7、行性能测试，用嵌入式逻辑分析仪对其性能进行评估。结果表明，该系统能够达到较高的数据传输速率和阵列控制精度，能够满足现有激光阵列半实物仿真系统的性能需求。关键词：激光阵列；半实物仿真；回波信号；高速传输-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentoflaserradartechnology,laserradarhasbeenwidelyusedinmilitaryreconnaissanceandcivilfieldsbecauseofitsadvantagessucha

8、sstrongreal-timeperformance,highresolution,andstronganti-interference.Beforethelaserradarisputintouse,itsperformancemustbeverifiedandevaluated.Thelasera