定 價(jià):75 元
叢書名:國(guó)家出版基金項(xiàng)目“十二五”國(guó)家重點(diǎn)出版規(guī)劃項(xiàng)目
- 作者:馬鵬閣,羊毅 著,左小謨,左群聲 編
- 出版時(shí)間:2017/12/1
- ISBN:9787118115055
- 出 版 社:國(guó)防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN958.98
- 頁碼:178
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《多脈沖激光雷達(dá)技術(shù)》針對(duì)激光目標(biāo)探測(cè),從實(shí)際工程應(yīng)用角度出發(fā),較詳細(xì)地闡述了多脈沖激光測(cè)距及單光子測(cè)距兩種體制下的系統(tǒng)組成、工作原理、測(cè)距方程、激光目標(biāo)信號(hào)模型、回波信號(hào)處理技術(shù)及目標(biāo)探測(cè)算法等關(guān)鍵技術(shù),通過對(duì)兩種遠(yuǎn)程激光目標(biāo)探測(cè)體制的探討,力爭(zhēng)讓讀者對(duì)基于脈沖測(cè)距的激光雷達(dá)探測(cè)有直觀的認(rèn)識(shí)和理解。
《多脈沖激光雷達(dá)技術(shù)》可作為從事激光雷達(dá)研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考書,也可作為大學(xué)生、研究生的專業(yè)用書。
本書從多脈沖信號(hào)出發(fā),分別介紹多脈沖數(shù)字式激光測(cè)距和微脈沖單光子激光測(cè)距兩種測(cè)距體制。兩種測(cè)距方式都以載流子的雪崩倍增效應(yīng)來放大光電信號(hào)作為關(guān)鍵技術(shù)。在內(nèi)容和編排上,重點(diǎn)突出兩者以基本測(cè)距方程為基礎(chǔ)構(gòu)建的作用距離模型和以雪崩光電二極管為基礎(chǔ)的信號(hào)處理電路。首先以脈)中激光雷達(dá)基本方程出發(fā),結(jié)合脈沖激光目標(biāo)光探測(cè)過程中激光發(fā)射、傳播、反射與接收的光功率傳遞關(guān)系給出作用距離模型;然后根據(jù)光子計(jì)數(shù)原理分析了單光子測(cè)距中的激光能量傳輸這一關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)光電探測(cè)器,介紹了APD器件線性模式和蓋革模式。
本書以脈沖激光測(cè)距雷達(dá)的目標(biāo)信號(hào)為干線,緊密結(jié)合數(shù)字式脈沖測(cè)距和微脈沖單光子測(cè)距兩種測(cè)距體制,理論上以脈沖測(cè)距方程為基礎(chǔ),實(shí)踐中以雪崩光電二極管探測(cè)模式為線索,分析目標(biāo)波形和目標(biāo)回波信號(hào)實(shí)施目標(biāo)探測(cè)。首先介紹激光大氣傳輸特性和光電探測(cè)器件以及相關(guān)電路關(guān)鍵技術(shù),接著分析測(cè)距方程以及測(cè)距模型。并模擬多脈沖激光目標(biāo)動(dòng)態(tài)信號(hào),基于多脈沖激光實(shí)施目標(biāo)檢測(cè),最后實(shí)施目標(biāo)精確定位。分層次體現(xiàn)激光測(cè)距原理及過程。力圖讓讀者對(duì)兩種測(cè)距體制及其關(guān)鍵技術(shù)有更加直接全面的了解。
本書共有6章。第1章介紹多脈沖激光目標(biāo)探測(cè)和微脈沖單光子測(cè)距研究現(xiàn)狀、發(fā)展歷史、分類和應(yīng)用。第2章介紹早期模擬式激光測(cè)距機(jī)的組成及工作原理和現(xiàn)有數(shù)字式激光測(cè)距機(jī)的組成及原理,通過基本的測(cè)距方程構(gòu)建作用距離模型,最后介紹微脈沖單光子測(cè)距原理并分析其關(guān)鍵技術(shù)。第3章介紹激光大氣傳輸特性,計(jì)算并仿真激光傳輸大氣透過率以揭示大氣透過率與波長(zhǎng)、地面能見度、海拔關(guān)系,背景輻射特性以及對(duì)背景輻射特性數(shù)值進(jìn)行仿真,并對(duì)其抑制技術(shù)進(jìn)行闡述。第4章主要介紹APD器件構(gòu)造及原理,依托其工作模式和性能參數(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵探測(cè)電路并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)激光雷達(dá)探測(cè)工程具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。第5章重點(diǎn)介紹目標(biāo)信號(hào)原理,目標(biāo)模擬器的實(shí)現(xiàn)以及模擬基于光學(xué)模型、信號(hào)模型、目標(biāo)波形模型的三種激光目標(biāo)信號(hào)。第6章主要闡述多脈沖激光目標(biāo)檢測(cè),結(jié)合實(shí)際中陽光背景雜波以及激光電源脈沖干擾,分析基于光子計(jì)數(shù)的PMF脈沖激光目標(biāo)存在性二元假設(shè)檢驗(yàn)、基于光子計(jì)數(shù)的脈沖激光目標(biāo)檢測(cè)性能指標(biāo)以及基于激光目標(biāo)波形全部樣本聯(lián)合概率的目標(biāo)檢測(cè),然后介紹分類對(duì)激光目標(biāo)DBT檢測(cè)和TBD檢測(cè);在前面理論和實(shí)踐基礎(chǔ)上分析目標(biāo)距離誤差,結(jié)合實(shí)際波形特點(diǎn)采取基于對(duì)稱小波及非對(duì)稱高斯擬合的TBD目標(biāo)精確定位算法改善目標(biāo)定位的精度。對(duì)目標(biāo)波形進(jìn)行PCA降噪、基于LDA鑒別特征矢量識(shí)別目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行了介紹。
感謝鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)及參與編寫的孫俊靈、金秋春、龐棟棟、張永紅等師生的支持,感謝洛陽電光設(shè)備研究所郝培育、袁帥映、臧佳、吳興國(guó)、陳雨等技術(shù)工作人員不遺余力的配合,作者馬鵬閣系航空經(jīng)濟(jì)發(fā)展河南省協(xié)同創(chuàng)新中心研究員,本書受到協(xié)同創(chuàng)新中心資助,還受到目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別河南省高?萍紕(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(171RTSTHN014)、目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別鄭州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、航空電子技術(shù)河南省工程實(shí)驗(yàn)室、航空科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2014ZC13004)的資助支持。
本書著重工程實(shí)踐,體系嚴(yán)密、層次分明,對(duì)激光雷達(dá)測(cè)距做了較為詳細(xì)的介紹。本書可作為大學(xué)生、研究生的專業(yè)參考書以及從事雷達(dá)工程人員的參考書。
在有限篇幅內(nèi),要概括激光測(cè)距雷達(dá)的諸多內(nèi)容,確實(shí)存在撰寫難度,書中或有不嚴(yán)謹(jǐn)之處,敬請(qǐng)讀者指教,作者在此表示感謝。
馬鵬閣,博士,鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院副教授,碩士生導(dǎo)師,河南省教育廳學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人,河南省青年骨***,目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別河南省高?萍紕(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文二十余篇。主持航空基金重點(diǎn)項(xiàng)目,國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室航空科學(xué)基金項(xiàng)目,省科技攻關(guān)、省高?萍紕(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、國(guó)防預(yù)研、國(guó)防技改等項(xiàng)目。主持獲得2014年河南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、2017年省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng),F(xiàn)主要從事機(jī)載遠(yuǎn)程激光測(cè)距、低慢小目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別等方面研究。
第1章 脈沖激光目標(biāo)探測(cè)的發(fā)展
1.1 多脈沖激光目標(biāo)探測(cè)的研究與發(fā)展
1.2 微脈)中單光子激光測(cè)距的研究與發(fā)展
參考文獻(xiàn)
第2章 激光測(cè)距雷達(dá)的組成與工作原理
2.1 脈沖激光雷達(dá)系統(tǒng)組成
2.1.1 模擬式單脈沖激光雷達(dá)
2.1.2 多脈沖數(shù)字式激光雷達(dá)
2.2 多脈沖激光雷達(dá)方程及作用距離模型
2.2.1 脈沖激光雷達(dá)基本方程
2.2.2 脈沖激光雷達(dá)測(cè)距方程
2.2.3 作用距離模型
2.3 微脈沖單光子激光測(cè)距系統(tǒng)組成及工作原理
2.4 微脈沖單光子激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)理論分析
2.4.1 回波光子數(shù)計(jì)算方程
2.4.2 背景輻射光子數(shù)計(jì)算
2.4.3 回波光子數(shù)概率模型
2.4.4 探測(cè)概率和虛警率的計(jì)算
2.5 機(jī)載微脈沖單光子激光測(cè)距的關(guān)鍵技術(shù)分析
2.5.1 背景輻射抑制技術(shù)
2.5.2 關(guān)鍵技術(shù)分析
2.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 激光大氣傳輸與背景輻射特性研究
3.1 激光大氣傳輸特性研究
3.1.1 大氣分子吸收
3.1.2 大氣分子散射
3.1.3 大氣氣溶膠的衰減
3.1.4 大氣湍流
3.1.5 激光大氣透過率
3.2 激光傳輸大氣透過率仿真計(jì)算
3.2.1 大氣透過率與波長(zhǎng)的關(guān)系
3.2.2 大氣透過率與地面能見度的關(guān)系研究
3.2.3 大氣透過率與海拔的關(guān)系研究
3.3 背景輻射特性研究
3.3.1 目標(biāo)對(duì)太陽光的反射
3.3.2 太陽光的大氣散射
3.3.3 不同測(cè)距路徑下的背景輻射特性
3.4 背景輻射特性數(shù)值仿真
3.4.1 太陽光譜輻照度數(shù)值仿真
3.4.2 太陽光譜輻亮度數(shù)值仿真
3.5 背景輻射抑制技術(shù)研究
3.5.1 距離選通
3.5.2 光學(xué)系統(tǒng)分光
3.5.3 光譜濾波和空間濾波
3.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 光電探測(cè)器的應(yīng)用
4.1 光電探測(cè)器構(gòu)造及原理
4.1.1 光電倍增管
4.1.2 雪崩光電二極管
4.2 APD器件工作模式
4.2.1 APD線性模式
4.2.2 APD蓋革模式
4.3 APD性能參數(shù)
4.3.1 溫度對(duì)探測(cè)器的影響
4.3.2 過偏置電壓對(duì)探測(cè)器的影響
4.3.3 單光子探測(cè)器綜合評(píng)價(jià)
4.3.4 單光子雪崩二極管工作模式
4.4 單光子探測(cè)電路研究
4.4.1 單光子探測(cè)電路方案設(shè)計(jì)
4.4.2 溫控電路
4.4.3 單光子探測(cè)電路
4.4.4 單光子探測(cè)電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
……
第5章 多脈沖激光目標(biāo)信號(hào)
第6章 多脈沖激光目標(biāo)檢測(cè)
主要符號(hào)表
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