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《CO_2差分吸收激光雷达探测性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第34卷第1期激光与红外Vol.34,No.12004年2月LASER&INFRAREDFebruary,2004文章编号:1001-5078(2004)01-0021-03CO2差分吸收激光雷达探测性能研究112尹世荣,王蔚然,李新山(1.电子科技大学电子工程学院,四川成都610054;2.成都军区空军司令部,四川成都610041)摘要:针对长程直接探测CO2差分吸收激光雷达,研究了系统的探测性能。分析了影响探测性能的两类主要噪声源:斑纹噪声和探测噪声,得到了探测性能与斑纹噪声和探测噪声之间关系的计算结果。结果表明,近距离测量时,探测性能主要受斑纹噪声的限制,远距离测量时,探测性
2、能主要受探测噪声的限制;如果系统参数选择不当,斑纹噪声将严重制约着系统的探测性能。关键词:CO2差分吸收激光雷达;探测性能;斑纹噪声;探测噪声中图分类号:TN958.98文献标识码:AResearchonDetectionPerformanceofCO2DIAL112YINSh-irong,WANGWe-iran,LIXin-shan(1.UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054.China;2.AirForceHeadquarter,ChengduMilitaryArea,Chengdu6100
3、41,China)Abstract:Forlong-rangedirectdetectionCO2differentialabsorptionlidar(DIAL),thedetectionperformanceisre-searched.Bothspecklenoiseanddetectionnoiseareanalyzed,whichhaveimportanteffectsondetectionperfor-mance.Calculationresultsofdependentrelationshipsbetweendetectionperformanceandspecklea
4、nddetectionnoiseareobtained.Theseresultsshowthatthedetectionperformanceismainlylimitedbyspecklenoiseinthecaseofanearbytarget,anditismainlylimitedbydetectionnoisefortargetatlongrange.Ifunreasonablesystemparametersareselected,thedetectionperformancewillbeseverelylimitedbyspecklenoise.Keywords:CO
5、2differentialabsorptionlidar;detectionperformance;specklenoise;detectionnoise1引言析,得到了有关系统探测性能的一些结论,这些结论CO2差分吸收激光雷达技术已经广泛地用于生可为直接探测CO2差分吸收激光雷达系统的应用化战剂探测、大气污染检测、工业气体泄漏监控以及和研制提供有益的理论指导。环境监测等军事和工业民用领域[1~3]。由于CO22基本原理长程差分吸收激光雷达系统中,来自地形目标激光器技术的成熟和发展;其发射波长处于8~[4]或人造目标的回波信号具有如下的形式:12Lm这一相对透明的大气传输/窗口0;
6、许多化学气体在此波段表现出明显的吸收频谱特性,因此对作者简介:尹世荣(1977-),女,博士研究生,主要从事差分吸收CO2差分吸收激光雷达的研究就具有非常重要的应激光雷达系统建模仿真及信息处理研究。E-mail:mai-lysr@163.com或sryin@ee.uestc.edu.cn用价值。本文对斑纹噪声和探测噪声进行了理论分收稿日期:2003-08-0422激光与红外第34卷PtmsQArGtGr其中:Pr为信号功率;NEPsig为信号光引起的散粒Pr=2exp[-2(ACL+kR)]+NEPd(1)PR噪声等效功率;NEPbk为背景光引起的散粒噪声等其中,Pr为接收功率;P
7、t为发射功率;ms为斑纹调效功率;NEPdk为暗电流噪声等效功率。制因子;Q为目标反射率;Ar为接收机有效面积;Gt[6]信号光引起的散粒噪声等效功率为:为发射光学系统透过率;Gr为接收光学系统透过NEPsig=khcBPr/KGD(6)率;A为被测气体的吸收系数;CL为被测气体的浓其中:k为比例因子,对于光伏探测器k=2;h为普度-光程积;K为大气消光系数;R为目标距离;朗克常数;c为光速;B为接收机带宽;K为激光波NEPd为探测噪声等效功率。长;GD为探测器的量子
