激光雷达信号接收电路的研究
脉冲激光测距接收电路的设计
脉冲激光测距接收电路的设计脉冲激光测距技术是一种常见的测量距离的方法，广泛应用于工业、环境监测和机器人领域。
而脉冲激光测距接收电路是实现这一测量方法的关键部分。
脉冲激光测距接收电路的设计旨在实现精确、稳定地捕捉激光脉冲信号，并将其转化为数字信号以进行距离计算。
下面将介绍几个关键要素，以帮助您理解脉冲激光测距接收电路的设计。
第一个要素是接收器设计。
脉冲激光测距接收电路通常采用光电二极管或光电二极管阵列来接收激光脉冲信号。
这些接收器需要具备高灵敏度和快速响应的特点，以确保准确地接收到激光信号。
第二个要素是前置放大器。
由于激光脉冲信号很弱，需要通过前置放大器将信号放大到适合后续处理的水平。
前置放大器还需要具备低噪声特性，以确保测量结果的精确性和稳定性。
第三个要素是时间测量电路。
脉冲激光测距需要测量激光从发射到接收的时间差，因此时间测量电路是脉冲激光测距接收电路的核心部分。
常用的时间测量电路包括计数器、时钟和触发器等组件，用于精确测量时间差并将其转化为数字信号输出。
第四个要素是滤波器。
为了去除噪声和干扰信号，脉冲激光测距接收电路通常需要加入适当的滤波器。
滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器，具体根据实际应用需求来选择。
最后一个要素是模数转换器。
脉冲激光测距接收电路需要将模拟信号转换为数字信号进行距离计算。
模数转换器可以是单通道或多通道的，具体选择取决于系统的要求和设计目标。
综上所述，脉冲激光测距接收电路的设计涉及到接收器设计、前置放大器、时间测量电路、滤波器和模数转换器等要素。
合理地设计这些要素，可以实现精确、稳定的脉冲激光测距功能。
激光雷达信号接收电路的研究
国外，１９６０年世界上第～台红宝石激光器出现不久，科学家和工程师们就提 出了激光测距、激光雷达、激光制导的设想，并展开了研究工作。最简单的激光 雷达就是激光测距机，它以体积小、重量轻、精度高、速度快的优越性逐步替代 了传统的地光学测距机。其中，以人造卫星测距机的发展最为突出，１９６９年精确 地测出了地球测点与月球上反射器之『日Ｊ的距离。
小因信号幅度变化引起的误差，提高系统的分辨率。论文根据系统的特点，结合
相关的电路设计理论，给出了带宽、噪声等性能参数的计算公式。经测试，论文
研制的激光雷达信号接收电路性能满足需要。
。
关键词：激光雷达ＰＩＮ光电二极管光电探测脉冲测距
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＩＩＩ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
１１№ＬＩＤＡＲ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｌａｓｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｒａｄａｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｉｔ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，
本文着重于对激光雷达信号接收电路的研究，首先系统地阐述了激光雷达理
论和高速光电探测理论，在此基础上研究和设计了激光信号接收电路。其中包括
光电转换电路，电压放大电路，时刻鉴别电路。论文中采用ＰＩＮ．ＦＥＴ光电接收组
件作为光电转换器件；选用了宽带、低噪声、增益可变放大器ＡＤ８３３０作为电压
放大器；时刻鉴别采用高通定时法，采用高速比较器ＡＤＣＭＰ５６７，可以有效地减
国内，华中科技大学主要研究海洋探测激光雷达，采用ＹＡＧ调Ｑ倍频激光 器研究成功一套机载海洋激光雷达系统，并于１９９６年５月进行了海上实验，成功 地探测到了８肛＿９０ｍ的海底。中国科学院上海光机所１９９６年研制的半导体激光测 距仪样机选用国产半导体激光二极管，波长为８００－－－９００ｎｍ，重复频率ｌｋＨｚ，测 距仪测量范围１０一１００ｍ（无合作目标），分辨率为０．５ｍ。中国计量学院１９９９年报 道了ＬＦｌ系列入眼安全便携式半导体激光测距仪，工作波长９０５ｎｍ，重复频率 １００Ｈｚ，在无合作目标的情况下，此测距范围１４－－１０００ｍ，测距精度＜ｈｎ。建成第 三代人造卫星激光测距系统投入使用并达到国际水平。第一代红宝石ＳＬＲ系统的 测距精度为米级，第二代ＹＡＧ激光器的精度达分米级，第三代锁模激光器加微机 系统在大于８０００公罩距离上精度达到厘米级。
激光无线通信光发射与接收电路的设计
激光无线通信光发射与接收电路的设计1. 前言激光无线通信作为一种高速、高带宽的通信方式，被广泛应用于各个领域。
在激光无线通信系统中，光发射与接收电路的设计至关重要。
本文将深入探讨激光无线通信光发射与接收电路的设计原理、要求以及设计流程，以期为读者提供一个全面、详细、完整的指南。
2. 设计原理激光无线通信光发射与接收电路的设计原理是基于激光器和光接收器的工作原理。
激光器通过激发激光介质产生激光，而光接收器则接收并解析激光信号。
因此，设计一个有效的光发射与接收电路需要深入理解激光器和光接收器的特性。
2.1 激光器的特性激光器是产生激光的关键组件，它具有以下几个重要特性：1.高单色性：激光器发出的光具有很高的单色性，能够有效避免光信号的色散和干扰。
2.高方向性：激光器发出的光具有很高的方向性，能够将光信号有效地聚焦和传输。
3.高功率输出：激光器能够输出相对较高的功率，以提供足够的信号强度和传输距离。
2.2 光接收器的特性光接收器是接收激光信号的关键组件，它具有以下几个重要特性：1.高灵敏度：光接收器能够对弱光信号进行高效的接收和解析，以提供足够的信噪比。
2.快速响应：光接收器能够迅速响应光信号的变化，以满足高速通信的要求。
3.低噪声：光接收器具有低噪声特性，以提高信号的可靠性和质量。
3. 设计要求激光无线通信光发射与接收电路的设计需要满足以下要求：1.高效传输：设计的光发射与接收电路应能够实现高效的光信号传输，并保持较低的传输损耗。
2.适应不同距离：光发射与接收电路应能够适应不同的传输距离，从近距离到远距离的通信需求。
3.抗干扰能力：光发射与接收电路应具备一定的抗干扰能力，以应对外界环境对信号传输的影响。
4.低功耗设计：光发射与接收电路应具备较低的功耗，以延长激光器和光接收器的使用寿命。
4. 设计流程激光无线通信光发射与接收电路的设计流程可以分为以下几个步骤：4.1 系统需求分析首先，需要进行系统需求分析，明确激光无线通信的具体应用场景、距离要求、传输速率等。
激光雷达工作原理
激光雷达工作原理激光雷达是一种利用激光技术进行远距离测距和目标识别的装置。
它广泛应用于无人驾驶、环境感知、地质勘探等领域。
本文将就激光雷达的工作原理进行详细阐述。
一、激光雷达的组成激光雷达主要由激光发射器、接收器、转台、控制电路等组成。
其中，激光发射器负责产生高能量的激光束，接收器用于接收激光束的反射信号，转台则负责将激光束定向投射到不同方向上。
二、激光雷达的工作原理激光雷达的工作原理可以简单概括为三个步骤：发射激光束、接收反射信号、计算距离。
1. 发射激光束激光雷达通过激光发射器产生一束高能量的激光束，并将其投射到目标物上。
激光束的发射频率和能量高度精确可控，使其具备了较远的测距范围和较高的测量精度。
2. 接收反射信号当激光束射到目标物上时，其中的一部分能量将被目标物吸收，另一部分则会被反射回来。
激光雷达的接收器会即时接收到这些反射回来的激光信号。
3. 计算距离接收到的反射信号将通过控制电路进行处理和解析。
先通过测量激光束发射和接收的时间差，然后乘以光在真空中的传播速度，即可计算出目标物和激光雷达之间的距离。
三、激光雷达的工作原理解析1. 高精度的测距激光雷达利用精确控制的激光束，能够精确测得目标物与雷达之间的距离。
这主要得益于激光束的高纵横比、小散斑和准直性。
2. 复杂环境下的目标识别激光雷达不仅可以进行测距，还可以通过分析反射信号的特征来实现目标物的识别。
这是因为不同物体在反射激光时会产生不同的散射特征，这些特征可以用于区分目标物的材质、形状和表面结构。
3. 三维重建和定位激光雷达可以同时获取目标物的位置、距离和高度信息，从而实现对目标物的三维重建和定位。
这为无人驾驶、机器人导航等领域的应用提供了重要的数据支持。
四、激光雷达的应用前景激光雷达作为一种高精度、高可靠性的感知技术，正在广泛应用于自动驾驶汽车、机器人导航、城市规划和安防监控等领域。
随着激光雷达技术的不断进步和成本的降低，它将在未来的智能交通和智能制造中扮演越来越重要的角色。
激光扫描仪接收系统的峰值保持电路设计
第14卷 第6期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1．14，No．6 2016年12月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Dec．，2016 文章编号：2095-4980(2016)06-0929-05激光扫描仪接收系统的峰值保持电路设计楚现涛a,b，唐丹a,b，王欣a,b(中国工程物理研究院 a.应用电子学研究所；b.研究生院，四川绵阳 621999)摘 要：针对激光扫描仪接收系统对信号窄脉宽、高重频、大带宽的设计要求，提出2种保持时间可调的峰值保持电路的设计方法。
一种利用跨导型放大电路实现峰值保持，单稳态触发器实现保持时间控制；一种利用FastFET运算放大器和与门延时实现保持时间可控的峰值保持电路。
通过软件仿真对2种设计方法进行对比分析，选择更适合激光扫描仪接收系统的跨导型峰值保持电路。
经实验验证，该电路可对15 ns脉宽、200 kHz重频和50 MHz带宽的信号有效保持，且保持时间可调。
关键词：激光扫描仪；跨导型放大电路；峰值保持；单稳态触发；保持时间控制中图分类号：TN952文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA201606.0929Design of peak-holding circuit for the receiving system of laser scannerCHU Xiantao a,b，TANG Dan a,b，WANG Xin a,b，(a.Institute of Applied Electronics；b.Graduate School，China Academy of Engineering Physics，Mianyang Sichuan 621999，China)Abstract：The receiving system of laser scanner requires the signal with narrow pulse, high repetition rate and wide bandwidth. To meet these requirements, two peak-holding circuits whose holding time isadjustable are proposed. For one method, transconductance amplifier circuit is adopted to realize thepeak-holding, and mono-stable multivibrator is applied for holding time control. For the other method, bycombining FastFET calculation amplifier with AND gate delay, the peak-holding circuit with controllableholding time is implemented. After simulation and analysis, transconductance amplifier circuit is selected.Experiments show that the selected circuit can hold the peak of the signal with 15 ns pulse width, 200 kHzrepetition rate and 50 MHz bandwidth, and the holding time is adjustable.Keywords：laser scanner；transconductance amplifier circuit；peak-holding circuit；mono-stable multivibrator；holding time control激光扫描仪作为机载激光雷达的核心部件，主要组成部分包括：激光发射系统、信号接收与探测系统、扫描系统以及数据采集与控制单元等[1-3]。
激光雷达的工作原理与应用
激光雷达的工作原理与应用激光雷达（Lidar）是一种利用激光发射器和接收器来测量距离、速度和方向等信息的远距离感知技术。
激光雷达在自动驾驶、机器人导航、环境监测和三维建模等领域都有广泛的应用。
本文将介绍激光雷达的工作原理、组成结构和应用。
一、激光雷达的工作原理激光雷达利用激光器发射一束高强度激光束，通过接收反射回来的激光信号来进行测量。
其工作原理可以简单地分为三个步骤：发射、接收和信号处理。
1. 发射：激光雷达通过激光器发射一束脉冲激光光束。
这个激光光束通常是红外线激光，因为红外线光在大气中传播损耗小。
2. 接收：激光光束照射到目标物体上，并被目标物体表面反射。
激光雷达的接收器接收反射回来的激光信号。
3. 信号处理：接收到的激光信号通过光电二极管（Photodiode）或光纤传感器转换成电信号。
然后，这些电信号经过放大、滤波和数字化等处理，得到目标物体的距离、速度和方向等信息。
二、激光雷达的组成结构激光雷达通常由发射器、接收器和信号处理器等组成。
1. 发射器：激光雷达的发射器是用来发射激光脉冲的关键部件。
发射器通常由激光二极管或固体激光器等构成。
激光发射的功率和频率会影响到测量距离和精度。
2. 接收器：激光雷达的接收器是用来接收反射回来的激光信号的部件。
接收器通常包括光电二极管或光纤传感器等。
接收器的灵敏度和抗干扰性会影响到激光雷达的性能。
3. 信号处理器：激光雷达的信号处理器负责接收、放大和数字化等处理激光信号。
信号处理器通常包括模拟信号处理电路和数字信号处理电路。
通过信号处理，可以提取目标物体的距离、速度和方向等信息。
三、激光雷达的应用激光雷达具有高精度、远距离、快速测量和全天候工作等特点，因此在各个领域都有广泛的应用。
1. 自动驾驶：激光雷达是自动驾驶系统中的重要传感器之一。
它可以实时获取道路和障碍物的信息，帮助车辆进行精确的定位和避障。
2. 机器人导航：激光雷达在机器人导航中扮演着关键的角色。
脉冲激光测距接收电路与计时方法研究
脉冲激光测距接收电路与计时方法研究脉冲激光测距技术广泛应用于工业测量、环境监测、地质勘探等领域。
接收电路和计时方法是测距系统中至关重要的部分。
本文将对脉冲激光测距接收电路和计时方法进行研究。
脉冲激光测距接收电路通常由光电二极管、放大器和滤波器组成。
当激光脉冲照射到目标物体上并反射回来时，光电二极管将接收到光信号，并将其转换为电信号。
然后，信号通过放大器进行增益，以便后续处理。
为了滤除噪声和杂散信号，需采用滤波器对接收信号进行滤波。
通常，高通滤波器可以滤除直流分量，低通滤波器可以滤除高频噪声。
通过这样的接收电路设计，可以提高脉冲激光测距系统的信噪比和测距精度。
在计时方法方面，常用的方法有单点测时法、相位测时法和频率测时法。
单点测时法是指通过测量发射光脉冲和接收光脉冲之间的时间差来计算测距值。
这种方法简单直观，但对系统时钟稳定性要求较高。
相位测时法则是根据光信号的频率差异来计算测距值。
这种方法对系统时钟的稳定性要求较低，但需要较长的测量时间。
频率测时法是通过测量光信号的频率来计算测距值。
这种方法对系统时钟稳定性要求相对较低，且测量时间较短，但需要较高的运算速度。
为了提高脉冲激光测距系统的测距精度和稳定性，还可以采用多点测时法和多面测时法。
多点测时法是指在一次测量中采用多个测时点来增加测距值的准确性。
可以通过分析接收到的多个光脉冲的时间差来计算目标物体的距离。
而多面测时法则是指在一次测量中使用多个接收器或激光源来实现测距。
通过测量多个方向上的光脉冲的时间差，可以得到更准确的测距结果。
脉冲激光测距接收电路和计时方法是脉冲激光测距技术中至关重要的环节。
通过合理设计接收电路和选择适当的计时方法，可以提高脉冲激光测距系统的测距精度和稳定性。
激光雷达智能驱动电路
激光雷达智能驱动电路激光雷达是一种常用于测距和成像的高精度传感器，被广泛应用于自动驾驶、机器人导航、安防监控等领域。
然而，要实现激光雷达的高效稳定工作，离不开一个智能驱动电路的支持。
本文将介绍激光雷达智能驱动电路的原理和设计要点。
一、激光雷达智能驱动电路的原理激光雷达智能驱动电路的主要任务是对激光模块进行驱动和控制，同时还需要实时采集和处理传感器的返回数据。
通常，这个电路包括了激光发射电路、接收放大电路和数据处理电路三部分。
1. 激光发射电路激光发射电路主要负责提供适宜的电流和电压给激光器，以实现稳定而高效的激光发射。
其中，一个重要的考虑因素是激光器的保护。
由于激光器对温度和电流的敏感性，智能驱动电路应该能够根据激光器的工作状态，自动调整电流和温度。
2. 接收放大电路激光雷达的工作原理是通过接收反射回来的光信号，并将其转换为电信号进行处理。
接收放大电路起到放大电压信号的作用，以保证后续的数据处理精确可靠。
3. 数据处理电路数据处理电路主要任务是对从激光雷达接收到的信号进行处理和解码，以提取出有效的数据。
这部分电路通常包含了模数转换器、滤波器、微控制器等。
二、激光雷达智能驱动电路的设计要点在设计激光雷达智能驱动电路时，需要考虑以下几个关键要点：1. 电源稳定性激光雷达工作时对电源的稳定性要求较高。
因此，智能驱动电路应具备稳定的电源供应，并采取相应的电源滤波和稳压措施，以确保电源的噪声和纹波尽可能小。
2. 温度和电流控制激光器的温度和电流对激光器的寿命和工作性能影响较大。
因此，智能驱动电路应具备温度和电流的实时监测和控制功能，能够根据激光器的工作状态进行动态调整。
3. 接收信号增益控制接收放大电路的增益控制对于激光雷达的测距和成像精度至关重要。
智能驱动电路应具备自适应增益控制的功能，能够根据接收信号的强弱自动调整增益，以提高信号处理的可靠性和稳定性。
4. 数据处理与通信数据处理电路需要能够进行实时的信号处理和数据解码，并能够通过通信接口与上位机或其他设备进行数据传输。
光电子学在激光雷达系统中的应用研究
光电子学在激光雷达系统中的应用研究激光雷达是一种利用激光技术进行远距离测距和三维重建的高精度测量设备，广泛应用于地理测绘、自动驾驶等领域。
而光电子学作为研究光与电的相互作用的学科，为激光雷达系统的性能提升和技术革新提供了重要支持。
本文将从光电子传感器、激光发射与接收、光电信号处理等方面探讨光电子学在激光雷达系统中的应用研究。
1. 光电子传感器的优势及应用光电子传感器作为激光雷达系统中的重要组成部分，具有高灵敏度、高分辨率、快速响应等优势。
在激光雷达中，光电子传感器通过接收激光返回信号，能够实现对目标的距离、位置、速度等参数的测量。
同时，光电子传感器还可应用于激光雷达的环境感知和目标识别等方面。
例如，通过搭载多个光电子传感器，可以实现多目标的同步测量，提高激光雷达系统的测量效率。
2. 激光发射与接收技术的进展激光发射与接收是激光雷达系统中的关键技术，光电子学的研究为其提供了有效的支持。
在激光发射方面，光电子学研究提供了高功率激光器、频率稳定激光器等技术，使得激光雷达能够在复杂环境中稳定输出高质量的激光束。
而在激光接收方面，光电子学研究提供了高效率光电探测器、低噪声放大器等技术，使得激光雷达能够实现高灵敏度的目标探测和测距。
3. 光电信号处理技术的发展光电信号处理是激光雷达系统中不可或缺的环节，光电子学的研究提供了各种信号处理算法和技术，提高了激光雷达系统的性能和稳定性。
例如，光电子学研究提供了高性能的光电转换器、高速采样电路等技术，能够实现对激光返回信号的高效率采集和处理。
此外，光电子学的图像处理和模式识别技术也为激光雷达系统中的目标提取和重建等任务提供了重要支持。
总结光电子学在激光雷达系统中的应用研究为激光雷达技术的发展和进步提供了重要支持。
光电子传感器、激光发射与接收技术以及光电信号处理技术的进展，推动了激光雷达系统在测距、重建和识别等方面的性能提升。
然而，光电子学在激光雷达系统中的应用研究仍面临一些挑战，如如何提高传感器的灵敏度和分辨率、如何降低系统的成本和尺寸等。
激光跟踪电路实验报告
激光跟踪电路实验报告1. 引言激光跟踪电路是一种基于光电原理设计的电路，用于追踪和测量激光光束的位置。
它在很多领域都有广泛的应用，比如光纤通信、激光推进以及激光测距等。
本实验通过搭建激光跟踪电路，验证其在激光测距中的应用。
2. 原理激光跟踪电路主要由光电传感器、信号放大电路和位置控制电路组成。
当激光光束照射到光电传感器上时，光电传感器会产生电信号，并经过信号放大电路放大后，送入位置控制电路进行处理。
位置控制电路根据信号的强弱，来控制相应的电动机或执行器，实现对光束位置的跟踪。
3. 实验准备3.1 材料- 激光发射器- 光电传感器- 信号放大电路模块- 位置控制电路模块- 示波器- 电源供应器- 连接线等3.2 连接图根据实验指导书提供的连接示意图，将激光发射器、光电传感器、信号放大电路模块和位置控制电路模块依次连接起来。
确保连接正确无误。
4. 实验步骤4.1 调试激光发射器首先，将激光发射器连接到电源供应器，调整电源供应器输出电压，使激光发射器工作正常，并调节激光发射器位置，使其发出的激光束聚焦在光电传感器上。
4.2 调试信号放大电路模块将光电传感器输出信号连接到信号放大电路模块的输入端，并连接示波器观察输出信号。
调节信号放大电路模块的增益，使得输出信号的幅度适宜。
4.3 调试位置控制电路模块将信号放大电路模块的输出信号连接到位置控制电路模块的输入端，连接示波器观察位置控制电路模块的输出信号。
使用示波器调节阈值等参数，可以实现对激光光束位置的跟踪。
5. 实验结果在完成上述步骤后，我们成功搭建了激光跟踪电路。
通过示波器观察到光电传感器的输出信号，并通过信号放大电路模块和位置控制电路模块进行了信号处理和跟踪。
6. 实验总结本实验通过搭建激光跟踪电路，验证了其在激光测距中的应用。
通过调试激光发射器、信号放大电路模块和位置控制电路模块，我们成功实现了对激光光束位置的跟踪。
激光跟踪电路具有实时性和高精度的特点，可以在很多领域中发挥重要作用。
激光无线通信光发射与接收电路的设计
激光无线通信光发射与接收电路的设计一、激光无线通信的基本原理二、光发射电路的设计1. 激光器驱动电路设计2. 激光器保护电路设计3. 激光调制电路设计三、光接收电路的设计1. 光探测器选择与特性分析2. 前置放大电路设计3. 高频放大电路设计4. 信号解调电路设计一、激光无线通信的基本原理激光无线通信是利用激光作为信息传输的载体，通过空气中的传播实现数据传输。
其基本原理是利用激光器产生高功率狭窄束的激光，将信息转换为脉冲宽度调制（PWM）或强度调制（IM）信号，通过发射机向空气中发送，接收机则通过探测器将接收到的信号转换为电信号进行解码。
二、光发射电路的设计1. 激光器驱动电路设计激光器驱动电路是将直流或交流信号转换为足够高频率和幅度的脉冲，以使得激光器能够正常工作。
其主要组成部分包括信号发生器、放大器和脉冲调制器。
2. 激光器保护电路设计激光器保护电路用于保护激光器免受过电流、过压、过温等因素的损害。
其主要包括过流保护电路、过压保护电路和温度控制电路等。
3. 激光调制电路设计激光调制电路是将输入信号转换为PWM或IM信号，以控制激光的强度或频率。
其主要包括放大器、滤波器和脉冲调制器等。
三、光接收电路的设计1. 光探测器选择与特性分析光探测器是将接收到的激光信号转换为电信号的关键部件。
常用的有PIN型探测器、APD型探测器和PSD型探测器等。
在选择时需要考虑其响应速度、灵敏度和带宽等特性。
2. 前置放大电路设计前置放大电路用于放大从光探测器输出的微弱信号，并消除噪声干扰。
其主要包括低噪声放大器和滤波器等。
3. 高频放大电路设计高频放大电路用于进一步放大信号，并将其转换为可处理的中频或基带信号。
其主要包括中频放大器和混频器等。
4. 信号解调电路设计信号解调电路用于将接收到的PWM或IM信号转换为原始数据。
其主要包括解调器和滤波器等。
总之，在激光无线通信系统中，光发射电路和光接收电路都是至关重要的组成部分，其设计需要考虑多种因素，如功率、带宽、灵敏度、噪声等，以确保系统的稳定性和可靠性。
多波束激光雷达的高精度收发配准方法的实验验证
Ｖｏ １ ． ４６ Ｎ ｏ． ７
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ Ｌａ ｓ ｅ ｒ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ
２ ０ １ ７年 ７月
Ｊ ｕ１ ． ２０１ ７
多波束 激 光 雷 达 的 高精 度收 发 配 准方 法 的 实验 验 证
光 纤光 学的 收 发 光 学 系统 分 离 的 高精度 收发 光 学 系统 ； 发射 激 光 的单 元 发散 角达 到 了近衍 射 极 限
的２ ０ ｒ ａ ｄ ， 接 收视 场达到 ６ ０ ｐ ， ｒ ａ ｄ ， 实现 了 ｌ ０ ６ ４ ｎ ｍ 近红外波段 ５ １ 元 的线 列并行收发 ， 收发配 准精度达到 １ ０ ａ ｄ以下。 实验验证 结果显示 ， 该 收发配准 的方法具有较好 的可行性 ， 配准的精度 能达到理论分析要
Ｌｉ Ｍｉ ｎｇ ，Ｈｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ，Ｚｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ，Ｓ ｈ ｕ Ｒｏ ｎ ｇ
（ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ａｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — Ｏｐ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ， Ｓ ｈ ｎｇ ａ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｉ ｔ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ｉ ａ ２ ０ ０ ０ ８ ３ ， Ｃｈ ｉｎ ａ ）
求。 经过温度等环境 因素的分析 ， 系统在一定的温度 范围 内具有较好 的稳定性 ， 该温度范 围较 易控制 ， 能够
雷达应用电路-激光雷达测距
对抗0802 *** 20080877
第一章 研究背景和意义
激光雷达是以激光器为辐射源、光电探测器为接收 辐射源、 辐射源 器件、光学望远镜为天线的一种雷达。激光雷达是激光 器件、光学望远镜 技术和雷达技术相结合的产物，它具有分辨率高、抗干 扰能力强等优点，可以用来进行测距、测角、角追踪、 目标速度的测量以及目标活动的指示，还可以跟踪超低 空飞行目标，并且隐蔽性能好，因此激光雷达在军事和 民用领域都得到了广泛的应用。
3.1 激光器外调制电路
• 此激光器有两种调制方式：内调制和外调 制。 • 本系统采用外调制方式，调制脉冲由单片 机编程产生。外调制脉冲有一下要求：
１）、调制频率：1~50 KHZ； ２）、脉冲宽度：1.101 ts； ３）、下降沿触发。
• 根据外触发脉冲的要求，系统采用宏晶科技公司 的STC89C52RC单片机编程实现激光器外触发。 设计思想为利用内部定时器０进行定时，产生占 空比为90%，频率为10.6953KHZ的脉冲信号。图 3.2是外调制电路的实物图。图3.3为产生的脉冲 波形图，图3.4为单个脉冲展开图，从图中可以看 出有良好的下降沿，激光器在外触发脉冲的每个 下降沿发射一个激光脉冲。通过多次测试，得到 的脉冲频率很稳定符合激光器外调制的要求，且 激光器工作良好。图3.5是激光器外调制波形和经 过反相后的计时电路开始计时信号。图3.6是触发 信号和探测器接收到的激光信号转化得到电信号， 看出探测器输出的信号与激光器的触发信号有一 固定延时，即系统延时。
第二章 激光雷达测距理论
2.1 激光雷达系统简介 • 激光雷达分为相干激光雷达和非相干激光 雷达。 • 相干激光 相干激光雷达是利用激光相干检测技术进 行探测的雷达。 • 非相干激光雷达 非相干激光雷达是指采用非相干的光电探 测技术的激光雷达，非相干的光电探测技 术又叫直接光电探测技术，是指入射光功 率通过光电效应直接转换为电压或电流， 其电信号幅值与光功率成正比，但是在光 电转换中失去了光频率和相位信息。
激光无线通信光发射与接收电路的设计
激光无线通信光发射与接收电路的设计激光无线通信是一种高速、高带宽、高安全性的通信方式，其光发射与接收电路的设计对于通信系统的性能至关重要。
以下是激光无线通信光发射与接收电路的设计内容：一、光发射电路设计1. 激光二极管驱动电路设计激光二极管是激光无线通信系统中最常用的光源，其驱动电路需要满足高速、高稳定性、低噪声等要求。
驱动电路通常采用直流偏置电路和交流调制电路相结合的方式，其中直流偏置电路用于维持激光二极管的工作状态，交流调制电路用于调制激光二极管的输出功率。
2. 光纤耦合电路设计激光二极管的输出光束需要通过光纤进行传输，因此需要设计光纤耦合电路。
光纤耦合电路包括光纤接口、光纤调制器、光纤放大器等部分，其目的是将激光二极管的输出光束耦合到光纤中，并通过光纤进行传输。
3. 光学系统设计光学系统是激光无线通信系统中的重要组成部分，其设计需要考虑光束的聚焦、衍射、散射等问题。
光学系统包括透镜、反射镜、光学滤波器等部分，其目的是将激光二极管的输出光束聚焦到接收器上。
二、光接收电路设计1. 光电探测器设计光电探测器是激光无线通信系统中的重要组成部分，其设计需要考虑灵敏度、响应速度、噪声等问题。
光电探测器通常采用光电二极管、PIN光电二极管、APD 光电二极管等类型，其目的是将接收到的激光信号转换为电信号。
2. 前置放大器设计由于光电探测器输出的电信号较小，需要通过前置放大器进行放大。
前置放大器需要满足高增益、低噪声、高线性等要求，通常采用低噪声放大器、宽带放大器等类型。
3. 信号处理电路设计信号处理电路包括滤波器、放大器、比较器等部分，其目的是对接收到的信号进行处理，以提高系统的性能。
信号处理电路需要根据系统的具体要求进行设计，例如需要进行频率选择、幅度调整、时序恢复等操作。
以上是激光无线通信光发射与接收电路的设计内容，其设计需要充分考虑系统的性能要求和实际应用环境，以提高系统的可靠性和稳定性。
激光发射和接收电路
激光发射和接收电路介绍本文档旨在介绍激光发射和接收电路的基本原理和设计要点。
激光发射和接收电路是激光通信系统中的重要组成部分，负责产生和接收激光信号，并将其转换为可用的电信号。
激光发射电路激光发射电路主要包括激光二极管（LD）和驱动电路两部分。
激光二极管激光二极管是将电能转化为光能的关键组件。
它通常由一对具有特殊材料结构的半导体构成。
在一定条件下，通过施加电压，激光二极管中的电流会激发电子跃迁，从而产生激光。
驱动电路驱动电路负责通过控制激光二极管的电流来实现激光的发射。
一个常见的激光二极管驱动电路是恒流驱动电路，它可以保持恒定电流通过激光二极管，从而产生稳定的激光输出。
激光接收电路激光接收电路主要包括光电二极管（PD）和信号处理电路两部分。
光电二极管光电二极管是将光能转化为电能的关键组件。
当激光照射到光电二极管上时，激光能量会激发光电二极管中的电子，从而产生电流。
信号处理电路信号处理电路负责将光电二极管产生的微弱电流转换为可用的信号。
它通常包括放大器、滤波器和解调器等组件，以提取和处理激光信号中的有效信息。
设计要点在设计激光发射和接收电路时，需要考虑以下要点：1. 激光二极管和光电二极管的特性和规格，确保其适配和性能满足系统需求。
2. 驱动电路和信号处理电路的稳定性和抗干扰能力，以保证激光信号的质量和可靠性。
3. 电源电路的设计和综合，确保稳定供电和有效防止干扰。
4. 电路的布局和防护设计，以确保激光发射和接收过程中的安全和可靠性。
总结激光发射和接收电路是激光通信系统中不可或缺的组成部分。
通过设计合理的激光发射和接收电路，可以实现高质量、稳定和可靠的激光通信。
在设计过程中，需要充分考虑激光二极管和光电二极管的特性，驱动电路和信号处理电路的性能，以及电源电路和电路布局的综合考虑。
固态面阵激光雷达接收光学系统设计
固态面阵激光雷达接收光学系统设计固态面阵激光雷达（Solid-state Phased Array Lidar）是一种新型的激光雷达技术，它采用固态激光器和面阵探测器，具有高分辨率、高帧率和远距离探测的特点。
在固态面阵激光雷达中，接收光学系统的设计是非常重要的，它直接影响到系统的性能和功能。
首先，接收光学系统需要选择合适的光学元件来收集、聚焦和分配入射的激光光束。
常用的光学元件包括凸透镜、棱镜、光纤和分束器等。
这些元件应具有高透过率、低散射率和抗辐照损伤的特点。
其次，面阵探测器的布局和波前校正也是接收光学系统设计的重要考虑因素。
面阵探测器通常由多个像素组成，每个像素都需要进行波前校正，以保证接收到的光信号的准确性和一致性。
常见的波前校正方法包括自适应光学元件（例如变焦镜和变形镜）和优化算法等。
此外，光电转换效率和噪声特性的优化也是接收光学系统设计的重点。
光电转换效率是指探测器将光信号转换为电信号的效率，需要考虑探测器的量子效率、响应时间和暗电流等因素。
噪声特性影响到系统的信噪比和探测灵敏度，需要采取一系列措施来降低系统的噪声水平，例如温度控制、信号滤波和信号处理等。
最后，接收光学系统设计还需考虑一些其他因素，如系统的机械稳定性、防护性能和成本限制等。
机械稳定性是指系统在工作时能够保持稳定的光学性能，不受外界环境因素和机械振动的影响。
防护性能是指系统在恶劣环境下能够保持正常运行和有效保护光学元件。
成本限制是指在设计光学系统时需要考虑到成本控制的因素，以实现经济适用的设计。
综上所述，固态面阵激光雷达的接收光学系统设计需要综合考虑光学元件的选型和布局、波前校正、光电转换效率和噪声特性的优化，以及系统的机械稳定性、防护性能和成本控制等因素。
通过合理的设计和优化，可以实现高性能、高可靠性和经济适用的固态面阵激光雷达接收光学系统。
一种应用于脉冲激光测距系统的宽动态-高速接收电路
一种应用于脉冲激光测距系统的宽动态-高速接收电路王强;孙志慧;倪家升;刘永宁;张燕;魏巍;常军【摘要】为提高脉冲激光测距系统的测距精度，采取对APD偏压和放大器增益双重控制的方法设计了一种用于脉冲激光测距系统中的接收电路。
模拟仿真结果表明，此电路能接收80dB宽动态范围的回波功率，实现了0．5—2V的有效电压输出，仿真得到此电路的有效带宽为58MHz。
测试结果表明此设计有效可行。
%We design a receiving circuit for a pulse laser rangefinder with the control over bias voltage of APD and amplifier gain to improve its range accuracy. Simulation results show that the circuit can receive greater echo power of dynamic range of 80 dB and implement output voltage of 0. 5 - 2 V and valid bandwidth of .58 MHz. Test results demonstrate that the design is feasible.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2012(025)002【总页数】6页(P53-58)【关键词】脉冲激光测距系统;接收电路;宽动态回波功率;高速脉冲【作者】王强;孙志慧;倪家升;刘永宁;张燕;魏巍;常军【作者单位】山东省科学院激光研究所,山东济南250014／山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100;山东省科学院激光研究所,山东济南250014;山东省科学院激光研究所,山东济南250014;山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100;山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100;山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100;山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】TN958.98作为一种可以快速获取目标精确距离信息的有效手段，高精度脉冲激光测距在诸如大地的测绘测量、对远距离目标的精确打击、工业现场非接触测量、航天器交会对接等领域都获得了广泛应用。
激光雷达论文范文
激光雷达论文范文
涉及到激光雷达的原理及应用
激光雷达的原理与应用
激光雷达(LIDAR, Light Detection And Ranging）是一种以光束(通常为激光)为工具，通过测量光束的折射率和反射率来测量距离的仪器。
它是一种使用激光来发射和接收信号的距离测量仪器。
激光雷达通常分为激光测距仪和测高仪，是近代建筑测量技术中重要的一种仪器。
激光雷达的工作原理是，通过发射特定的光束，然后接收反射回来的光束信号，再通过测量反射回来的光束的时间差来确定距离。
通过控制发射和接收电路来调节发射和接收光束的能量，以及控制时间，可以达到测量距离的目的。
激光雷达可以实现精确的距离测量，并且可以利用其特殊的自动控制功能来检测物体的形状和特征。
激光雷达的应用非常广泛，已经应用在汽车自动驾驶、无人机自动跟踪与识别、航空航天、可视指引导航、全息技术、测绘、以及安全、火灾预警系统等各个领域。
激光雷达具有距离测量精度高、测距精确、测量稳定性好的优点，可以准确测量出它的每一点到瞄准点的距离，因此，激光雷达可以精确地获得实体物体的几何形状和特征信息。
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激光雷达信号接收电路的研究
Ｄｅｐｔｈ Ｓｏｕｎｄｅｒ），并于１９７１年进行了试验。而美国ＮＡＳＡ研制成功了机载激光水 深测量器ＡＬＢ（Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｌａｓｅｒ Ｂａｔｈｏｍｅｔｅｒ），于１９７１年至１９７４年进行了试验， 采用５０Ｈｚ的Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，在圆盘透明度５ｍ时的测深为１０ｍ左右；２０世纪７０ 年代术ＮＡＳＡ又研制了一种具有扫描和高速数据记录能力的机载水文激光雷达 ＡＯＬ（Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃ Ｌｉｄａｒ），采用４００Ｈｚ低峰值功率２ｋＷ氦氖激光器， 绘制出水深小于１０ｍ的海底地貌。
创新性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一起工作的同志对本研究所 做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
１９７６年，美国ＮＡＳＡ和国家海洋大气局（Ｎａｔｉｏｎａｌ ０ｃｅａｎｉｅ ａｎｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＮＯＡＡ）委托美国无线电公司（Ｒａｄｉｏ ｏｆ／虹ｅｒｉｃａ Ｃｏ．）和帕金 艾尔默（Ｐｅｋｉｎｅｌｍｅｒ Ｃｏ．）研制测量全球对流层风场的ＣＯ：相干激光雷达。１９８８ 年ＮＡＳＡ研制的激光大气风探测器（Ｌａｓｅｒ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｗｉｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ，ＬＡｗＳ），可 以测得具有大约ｌｋｍ分辨率和不同高度上后向散射的水平风速。１９８９年欧洲航天 局（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｐａｃｅ Ａｇｅｎｃｙ。ＥＳＡ）又先后公布了研究测风Ｃ０２相干激光雷达的 实验情况。
１．２国内外研究状况
国外，１９６０年世界上第～台红宝石激光器出现不久，科学家和工程师们就提 出了激光测距、激光雷达、激光制导的设想，并展开了研究工作。最简单的激光 雷达就是激光测距机，它以体积小、重量轻、精度高、速度快的优越性逐步替代 了传统的地光学测距机。其中，以人造卫星测距机的发展最为突出，１９６９年精确 地测出了地球测点与月球上反射器之『日Ｊ的距离。
１９９１年，Ｌｅｉｃａ公司ｆ５１报道的二极管激光测距仪采用８４５ｎｍ激光二极管，峰值 功率７．６４ ｗ，脉冲重复频率２９ｋＨｚ。在良好的天气条件下，测程达４ｋｒｎ（２９００个脉 冲重复工作），即使在可见度很低的情况，测程仍可达ｌｋｍ。１９９６年下半年美国 Ｂｕｓｈｎｅｌｌ公司推出了测距能力为４００码的４００型小型、轻便、省电、对人眼安全、 低价的ＬＤ激光测距仪Ｙａｒｄａｇｅ ４００（８００），己被评为１９９７年世界一百项重要科技成 果之一。１９９８年投入使用的美国“眼镜球蛇”预警机上装备的激光测距机，对导 弹的测距能力为４００ ｋｍ，而将装备多种预警机的“门警”红外／激光雷达系统， 则采用脉冲能量为６００ ｍＪ的Ｎｄ：ＹＡＧ泵浦ＫＴＰ光参量振荡器（九＝１．５７１ ｕ ｍ）， ＩｎＧａＡｓ ＡＰＤ直接探测，接收孔径仅２０ｃｍ，对战术弹道导弹的作用距离达１００～ １０００ｋｍ，跟踪精度达５ Ｉｔ ｒａｄ，这标志着远程空基激光雷达技术的新突破。
脉冲测距雷达的主要通过计数器测量激光从发射到接收之间的脉冲个数，通 过脉冲个数计算距离（在第二章中详细论述）。
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ＡＤ８３３０ Ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ；ｔｉｍｅ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｐｅｒａｔｅｓ ｉｎ
ｈｉｇｈ－ｐａｓｓ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｕｓｅ ｔｈｅ ｈｉ曲ｓｐｅｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｏｍｐａｒａｔｏｒ ＡＤＣＭＰ５６７，ｗｈｉｃｈ Ｃａｎ
ａｎｄ ｍｉｌｉｔａｒｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＬＩＤＡＲ；ｆｉｒｓｔ，ｉｔ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｏｆ ＬＩＤＡＲ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｍａｋｅｓ ａ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｓ ｔｈｅ Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＬＩＤＡＲ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｓｅ ｔｈｅｏｒｉｅｓ．Ｔｌｌｉｓ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｓｕｂ－ｂｌｏｃｋｓ．ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｅ ｕｓｅｄ ａ ＰＩＮ－ＦＥＴ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｓ ａ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｗｉｄｅ ｂａｎｄ，ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｖａｒｉａｂｌｅ
激光雷达的应用十分广泛，从地面到太空，从陆地到水下，涉及多个学科领 域。在军事上，激光雷达可用于战场侦察、火力控制、目标跟踪、精确制导、障 碍回避、地形观测、水下探铡、空间监视等；在民用领域，激光雷达可实施气象 测量、大气研究、遥感遥测、交通管制、污染监测等。因此，激光雷达已成为高 科技领域的技术群之一。
ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ａｆｒｏｒ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｓｉｇｎａｌ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｖａｒｉｅｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ＇ｓ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｎｄ，ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｔｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
本文中研究的激光雷达系统主要由激光发射系统（包括激光器和发射光学系 统），信号接收系统（光学接收部分和电路部分），信号处理系统（包括信号放大电路 和计时电路）。该系统中的工作原理是：激光雷达发射激光束脉冲，经过扫描器快 速扫描目标或目标区域，同时由雷达接收系统接收回波信号，回波信号经光电转 换和放大后进入计时电路，最后经过处理得到目标的距离信息，其中对信号的光 电转换接收和处理的工作是很重要的。
国内，华中科技大学主要研究海洋探测激光雷达，采用ＹＡＧ调Ｑ倍频激光 器研究成功一套机载海洋激光雷达系统，并于１９９６年５月进行了海上实验，成功 地探测到了８肛＿９０ｍ的海底。中国科学院上海光机所１９９６年研制的半导体激光测 距仪样机选用国产半导体激光二极管，波长为８００－－－９００ｎｍ，重复频率ｌｋＨｚ，测 距仪测量范围１０一１００ｍ（无合作目标），分辨率为０．５ｍ。中国计量学院１９９９年报 道了ＬＦｌ系列入眼安全便携式半导体激光测距仪，工作波长９０５ｎｍ，重复频率 １００Ｈｚ，在无合作目标的情况下，此测距范围１４－－１０００ｍ，测距精度＜ｈｎ。建成第 三代人造卫星激光测距系统投入使用并达到国际水平。第一代红宝石ＳＬＲ系统的 测距精度为米级，第二代ＹＡＧ激光器的精度达分米级，第三代锁模激光器加微机 系统在大于８０００公罩距离上精度达到厘米级。
ｔｈｅ ＬＩＤＡＲ’Ｓ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓａｔｉｓｆｉｅｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｏｆｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＬＩＤＡＲ
ＰＩＮ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｏｄｅ
ｐｕｌｓｅ ｒａｎｇｆｉｎｄｉｎｇ
ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
小因信号幅度变化引起的误差，提高系统的分辨率。论文根据系统的特点，结合
Байду номын сангаас
相关的电路设计理论，给出了带宽、噪声等性能参数的计算公式。经测试，论文
研制的激光雷达信号接收电路性能满足需要。
。
关键词：激光雷达ＰＩＮ光电二极管光电探测脉冲测距
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＩＩＩ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
１１№ＬＩＤＡＲ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｌａｓｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｒａｄａｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｉｔ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，
ａｎｔｉ—ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｍａｇｉｎｇ．Ｉｔ ｉｓ ｕｓｕａｌｌｙ
ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｒａｎｇｉｎｇ，ａｎｇｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎｇ，ｓｅｎｓｉｎｇ ｆｕｓｏｓ，ｔｈｅ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｂｏｔｈ ｃｉｖｉｌｉａｎ
本文着重于对激光雷达信号接收电路的研究，首先系统地阐述了激光雷达理
论和高速光电探测理论，在此基础上研究和设计了激光信号接收电路。其中包括
光电转换电路，电压放大电路，时刻鉴别电路。论文中采用ＰＩＮ．ＦＥＴ光电接收组
件作为光电转换器件；选用了宽带、低噪声、增益可变放大器ＡＤ８３３０作为电压
放大器；时刻鉴别采用高通定时法，采用高速比较器ＡＤＣＭＰ５６７，可以有效地减
本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。
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第一章绪论
第一章绪论
１．１研究背景和意义
激光雷达【…ｌＩ］１３１１４】是以激光器为辐射源，以光电探测器为接收器件，以光学望 远镜为天线的一种雷达，激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物，它具有 分辨率高，抗干扰能力强，可以用来进行测距，测角，及角追踪，目标速度的测 量及目标活动的指示，还可以跟踪超低空飞行目标，并且隐蔽性能好，因此激光 雷达在军事和民用领域都得到广泛的应用。