一、激光引信脉冲测距精度浅析（论文文献综述）
牛长孟[1]（2021）在《远距离激光周视探测系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理激光引信是一种主动式近炸引信,它在预定距离内探测目标,并在最佳炸点位置起爆战斗部。它使用窄脉冲激光探测,能精确地探测目标的距离和位置。激光引信具有引战效率高和抗电磁干扰能力强的优点,因此日益受到军工企业和科研人员的重视。目前,激光引信不仅应用在导弹上,在低成本的常规弹药,如炮弹、迫弹、榴弹等,也逐渐开始得到应用。本课题以常规防空弹药为研究背景,设计了一种窄脉冲、远距离探测,并且可实现周视360°探测的激光引信。本课题研究的重点内容是:高峰值功率、高重复频率的窄脉冲激光发射系统的设计,高灵敏度激光接收系统的设计和基于FPGA的高分辨率时间-数字转换（TDC）系统的设计。本课题使用200 W的激光二极管,产生了大功率的激光脉冲。设计的脉冲重复频率为20 k Hz,能够实现对目标的快速探测,减小了对目标探测的定距误差。同时,利用电容充放电产生瞬时大电流,在高速氮化镓（Ga N）FET的控制下,产生了脉冲宽度为5 ns的激光脉冲,可有效提高激光引信抗云雾干扰的能力。本课题采用响应速度快、灵敏度高的雪崩光电二极管（APD）实现对小于100n W的弱激光回波信号的探测。设计了低噪声前置放大电路,将APD探测的弱电流信号转换为电压信号,设计了主放大电路,对回波信号进行不失真放大。同时,采用了恒定比值判别法进行回波时刻判别。本课题采用时间-数字转换技术,并通过CycloneⅣ系列的FPGA来实现时间-数字转换功能。经过测试,该型号的FPGA可以实现分辨率为73 ps的时间测量,进而可以实现对目标厘米级精度的测距。最后,本课题对设计的激光引信进行了静、动态试验。通过静态试验测试了激光引信的最大探测距离;通过马希特锤击动态试验测试了激光引信的抗冲击能力,通过靶场动态试验验证了激光引信实际的距离探测效果。
何勇[2]（2019）在《同孔径脉冲激光探测系统关键技术研究》文中研究表明由于常规弹药中体积有限,小型化是当前脉冲激光引信的发展趋势。基于小型化背景,提出收发同孔径脉冲激光探测系统,该系统集成了发射系统和接收系统。针对研究过程中存在的问题,做了以下研究:简要概述了脉冲激光探测系统的原理以及相关电路的设计分析;对小型化收发同孔径的结构和光路采用共光轴设计,分析了激光的光场分布特性,建立激光准直模型,利用ZEMAX软件对激光准直仿真。利用ANSYS软件仿真分析系统在发射过载下的应力变化;同时,简要说明在过载激励下,光学元件产生的形变对光学性能的影响。针对收发同孔径脉冲激光探测系统小型化后引发的的电磁干扰问题,理论分析了电磁干扰产生的原因。利用CST软件仿真分析电磁辐射,用电路软件仿真传导辐射,对抑制电磁干扰提出一些有效的参考建议。探讨和研究收发共光轴设计引起的光干扰问题,建立光干扰模型。通过理论计算和仿真,分析凸透镜、半透镜参数对光干扰的影响。从光学和电路两方面分析了光干扰的影响因素以及对探测频率和探测距离的限制条件。最后通过实验验证说明收发同孔径脉冲激光探测系统的性能。
冯涛[3]（2019）在《小口径脉冲激光周向多象限探测技术研究》文中指出目前,国内外对激光近炸引信目标方位判别技术的研究由于引信空间尺寸小、电源功率有限,其方位探测技术仍有不足。因此,开展小口径常规弹药脉冲激光周向多象限探测技术研究对提高弹药毁伤效能具有重要意义。脉冲激光周向多象限近程目标方位探测系统,采用四象限脉冲激光实现目标方位信息探测,并对系统中的关键技术进行研究;设计了脉冲激光四象限周向探测系统的总体方案,详细介绍了系统的组成、结构和工作原理,分析了脉冲激光周向探测系统的信息传递和关键技术;分析了半导体激光器的主要特征参数,研制了四象限脉冲激光高重频窄脉冲扩束发射系统;分析了脉冲激光周向探测系统目标回波方程的一般形式,研制了脉冲激光大视场接收系统并设计了基于FPGA的信号处理系统;建立了四象限周向探测系统目标捕获率模型,针对典型目标进行了目标捕获率和捕获次数与脉冲切换频率关系的理论计算,分析了随机误差对目标捕获率精度的影响,开展四象限周向探测系统抗典型环境干扰技术分析。进行了原理样机静态模拟实验,验证了周向探测系统的光学特性和电学特性;进行了原理样机系统探测实验,验证了脉冲激光四象限探测系统定距性能。本文的研究成果为激光近炸引信方位探测系统提供了设计参考和理论依据,为进一步研究奠定了基础。
张乐琪,查冰婷,张合[4]（2018）在《激光引信饱和漂移误差消除算法》文中研究说明为保证激光引信在近程的测距精度,文中针对恒比定时法在激光接收器饱和时会发生跳变点前移的现象,提出一种基于回波功率方程的误差补偿算法。通过线性化模型描述脉冲信号,推导了饱和漂移误差的解析表达式,分析了其随回波信号上升沿斜率的变化规律。根据回波功率方程,在小角度入射特定目标的条件下,建立饱和漂移误差补偿数学模型;通过实验标定误差补偿表达式,得到修正后的测距公式,验证了饱和漂移误差补偿方法的有效性。实验结果表明:激光引信在回波信号饱和时测距有较大偏差,最大偏差达到1.4 m;采用误差补偿方法后,可使偏差控制在±0.5 m以内。研究可为小型化高精度激光引信测距系统设计提供理论参考。
王德利[5]（2019）在《激光/地磁复合探测系统设计及信息复合算法研究》文中研究指明激光/地磁复合探测通过检测金属目标周边地磁场磁异变化信息辨别其铁磁特性,可在充分发挥激光引信高精度的优势基础上,大幅提高其抗干扰能力,军事意义重大。论文主要围绕脉冲激光周视探测与三轴地磁探测相复合的铁磁性目标探测系统及其信息复合算法设计展开研究。针对激光/地磁双模复合探测技术的需求,开展了复合探测方法研究,进行了激光/地磁复合探测系统总体设计,确定了复合探测系统的总体框架与工作流程。分别开展了脉冲激光周视测距探测方案设计与铁磁性目标地磁探测方案设计,建立了激光周视探测回波功率模型与目标磁场变化频率计算模型,进行了目标磁异信号分析及特征识别信息提取,提出了激光测距与地磁探测抗干扰设计方法。探讨了复合探测电路系统中噪声的来源,根据理论分析及实践经验提出了本系统电路设计、制板以及元器件选型的抗噪声干扰方法。对复合探测电路系统核心的周视激光实时测距电路和三轴磁异信号检测处理电路进行了详细设计,针对电路系统的关键参数设定进行了计算分析。基于多传感器信息复合原理,从硬判决和软判决两方面对激光/地磁复合探测信息复合算法展开研究。根据应用背景,对经典D-S证据理论软判决信息复合算法进行了改进,并基于改进的D-S证据理论算法进行了激光/地磁复合探测实例分析。根据提取的目标激光/地磁信号特征,分别设计了激光探测单元与地磁探测单元局部判决准则。针对本文探测背景下弹目交会特点,设计了一种基于激光与地磁局部判决准则的复合探测全局硬判决信息复合算法。对比分析软判决与硬判决信息复合方法的优缺点,确定了本文复合探测系统采用硬判决的信息复合方式。开展了激光/地磁子探测模块性能测试实验,实验结果表明激光周视测距模块能够满足探测距离指标要求,其测距精度在±0.2m,三轴地磁探测模块对于磁场扰动信号大于110nT的铁磁性目标的最大探测距离≥5m。进行了复合探测系统样机外场滑索实验,实验结果表明所设计的复合探测系统及其信息复合算法能够在复杂环境下实现铁磁性目标的有效识别、精确测距并具备抗干扰能力。
路明,孔德浩,苏益德[6]（2018）在《基于小波变换的提高激光引信测距精度研究》文中研究说明为了满足激光引信精密测距的技术要求,通过建立目标回波信号的数学模型,利用Matlab对传统测距算法中的前沿鉴别法、恒定比值鉴别法和峰值检测法进行仿真,在研究的基础上提出了一种基于小波变换模极大值的测距方法。通过误差仿真分析,对比了四种算法的优缺点,结果表明小波变换法的效果明显优于传统算法,可将测距误差控制在厘米量级。
查冰婷,王德利,张乐琪,谢克峰[7]（2018）在《激光引信复合时刻鉴别法的漂移误差补偿》文中研究指明针对激光引信常用的恒比定时时刻鉴别法的饱和漂移误差问题,提出了一种前沿判别与恒比定时复合的时刻鉴别方法及其误差补偿模型。建立了恒比定时时刻鉴别的漂移误差模型,分析了饱和漂移误差随回波信号理论峰值电压的变化规律;提出了基于复合时刻鉴别法的漂移误差补偿方法,建立了复合时刻鉴别的漂移误差补偿数学模型,得到了修正的脉冲激光测距公式,并进行了测距精度验证实验。结果表明,复合时刻鉴别及误差补偿修正方法可有效减小系统误差,测距精度可控制在±0.3 m以内。
秦禹[8]（2018）在《激光引信系统设计及实现》文中研究指明激光探测具有方向性强、发射波束窄、测距精度高、抗电磁干扰能力强等特点,在军民两个领域均得到广泛应用。激光引信是随着现代作战环境的需求和激光技术的迅速发展而出现的一种近炸引信。本文主要研究脉冲激光引信定距技术、弹道安全控制和弹道数据动态采集技术。首先,设计了脉冲激光引信定高算法实现,完成硬件电路设计,并基于单片机设计了引信软件处理流程和定高算法。其次,针对激光应用涡轮电机作为供电电源的基础,在分析涡轮电机弹道特性的基础上,利用对电机频率信息的提取,实现了炮口安全距离和引信探测远距离加电控制,提高了激光引信的弹道安全性。第三,为了采集靶试试验数据,设计了基于单片机和FLASH存储器的弹道数据记录仪,实现动态靶试过程中解保、远距离加电和引信点火信号的采集,采集数据可由设计的上位机程序读取和显示。对于设计的激光引信和弹道数据记录仪进行物理实现,并在野外环境下进行了靶试回收试验。试验回收数据表明,本文设计的数据记录仪能完整保存试验数据;涡轮电机频率信息的识别满足解保和远距离加电的要求;激光引信能可靠实现炮口安全距离解除保险、远距离加电和定高。
徐孝彬[9]（2017）在《脉冲激光引信近程周向探测技术研究》文中指出对敌方来袭弹药的拦截,常采用主动防护系统,通过主动探测并有效拦截来袭目标,是提升要地、重要目标战场生存的有效途径。受常规弹药引信发射过载、几何空间、系统功耗以及制造成本等因素的约束,国内外主动防护系统对目标的拦截主要采用导弹等一系列高价值弹药。通过对常规弹药配激光近程周向探测引信理论与实验研究,解决主动防护系统中常规弹药弹目交会的诸多关键问题,对于改善目前国内主动防护系统应用常规弹药的薄弱现状,拓展引信技术的应用空间,推动常规弹药引信的发展以及提高我国武器装备水平具有重要的军事意义。本文以真中大口径常规弹药实现武器系统主动防护为研究背景,以常规弹药激光近炸引信为研究对象,结合当前国内外激光近炸引信技术和激光引信周向探测技术,通过理论研究与建模、仿真和实验验证,研究脉冲激光单发单收周向动态扫描探测中的理论问题和关键技术,实现主动防护系统常规弹药炸点控制的引信小型化和低成本应用。主要研究内容和创新点如下:建立了含有时空特性的弹目交会与二次扫描最佳起爆模型。仿真分析了不同参数对周向探测系统目标探测概率的影响,获取最佳脉冲频率与电机扫描转速及匹配规律,为脉冲激光周向探测系统的设计提供理论依据;仿真分析了不同参数对最佳起爆延时和起爆方位角的影响,提出了最佳起爆策略,为提升对来袭目标的最佳毁伤效能提供更加精确的炸点控制理论。结合目标表面特性和脉冲激光时空分布,改进了回波功率理论方程。通过实验对典型目标的理论模型进行了验证,理论模型及其回波功率方程具有更广泛的适用性,为研究脉冲激光周向探测性能提供理论依据。揭示了不同探测方式下目标表面特性等因素影响测距精度的规律。推导了脉冲激光测距估计方差的Cramer-Rao下界,全面分析了影响系统探测距离精度的因素;推导了恒阈值和恒比定时时探测时平面目标测距概率密度函数,通过仿真和实验分析了两种探测方式受目标表面特性等因素的影响,得出恒比定时探测更能有效抑制平面角度变化对测距统计特性分布的影响,为提升脉冲激光周向探测的测距精度提供理论依据。提出了基于改进梯度粒子群的提升小波去噪算法的随机阈值探测方法。仿真分析单脉冲固定阈值、可变阈值和随机阂值探测的探测概率与虚警率,结果表明:在低信噪比条件下,采用随机阂值探测能获得恒定虚警率,提升目标探测概率;提出基于改进梯度粒子群的提升小波自适应非线性去噪算法,通过仿真与实验验证,算法能弥补随机阈值探测的固有缺陷并有效提高回波信噪比。为微弱回波信号探测提供理论基础与实现方法。优选脉冲激光周向探测光束布局方案,设计了脉冲激光周向探测系统,包括:物理隔离型扁平化光学系统、脉冲宽度可调型高频窄脉冲激光驱动电源、微弱回波信号放大电路、PWM和PFM混合调制式APD高压供电电源、高精度时间间隔测距模块、应用上升沿阈值周期检测算法的高精度磁电检测模块等各个子系统。加工了原理样机并进行实验研究,实验结果表明:脉冲激光周向探测系统具有小型化、低成本、抗高过载特征,各子系统完全按光电信息传递规律和预设机制工作,系统的电磁干扰被有效抑制、系统探测距离能力大于3m、方位角测量误差为±2°、抗冲击加速度能力达34000g。
谭亚运[10]（2017）在《水下脉冲激光近程周向扫描探测技术研究》文中指出随着海水中蓝绿透光“窗口”的发现,水下激光通信、激光成像以及海洋激光雷达等技术得到了深入地研究。水下蓝绿激光探测具有方向性好、精度高、抗干扰能力强等优点,应用在水下近程目标探测中能取得比水声探测更优的成像和定位精度。开展水下脉冲激光近程周向扫描探测技术研究,实现对水下近程目标的距离解算和方位识别,为鱼雷定向起爆战斗部提供目标距离和方位信息,精确控制战斗部起爆方向和时刻,以充分利用战斗部爆炸威力。该研究对提高鱼雷战斗部毁伤效能,实现引信与水下定向起爆战斗部的引战配合有重要意义。本文以水下激光近炸引信为研究对象,设计了适用于海水环境和鱼雷载体的水下脉冲激光近程周向扫描探测方案。提出了含有目标表面光子反射过程的水下激光回波蒙特卡洛仿真方法,基于系统最优信噪比模型优化了非同轴光学系统光路,设计了提取目标回波信号的水下激光回波自适应滤波算法,分析了海水中脉冲激光测距精度,设计了扫描探测目标方位识别方案,研究了系统脉冲频率和扫描频率对系统捕获率的影响,设计了水下激光近程周向扫描探测系统原理样机,进行了实验室水池和海水环境中样机测试实验。提出了基于海水光学特性、目标反射特性以及水下激光近程探测的目标回波蒙特卡洛仿真方法。根据海水中各组分的固有光学特性,计算了海水对532nm绿激光的吸收和散射系数。分析了海水中悬浮粒子的Mie散射相函数和各类拟合相函数同实验数据的误差,选择HG函数作为散射相函数。结合目标反射特性和水下激光近程探测模型,提出了基于双向反射函数（BRDF）的光子反射方向抽样方法。编写仿真程序,仿真了海水光学性质和探测系统参数对水下激光后向散射和目标回波信号的影响。建立了基于探测区域分布和系统信噪比的水下激光非同轴扫描探测系统光路优化模型。推导了系统盲区距离公式、水中目标回波和后向散射功率方程,分析了系统探测区域和信噪比同光路参数的关系。在不同水质下,采用粒子群算法（PSO）对系统参数进行了优化计算,得到满足探测区域要求的系统最佳信噪比及其对应的光路参数,设计了非同轴激光探测视场模拟装置实验验证理论模型的正确性。分析了光学整流罩对系统光路的影响,设计了针对不同扫描角度需求的光学整流罩。设计了基于VSS-LMS自适应滤波的海水后向散射噪声消除算法,并分析了海水中脉冲激光测距精度。通过自适应滤波器的设计与调整,对输入信号中的海水后向散射信号进行对消,从而提取目标信号。基于海水信道和目标反射的冲击响应函数推导了目标回波时域波形计算方法。结合目标回波时域波形和回波时刻鉴别方法,提出了水下激光测距距离分布仿真方法。仿真了定比延时鉴别和峰值检测回波时刻鉴别条件下,水下激光测距精度,以及发射脉宽、海水光学性质和目标特性对激光测距精度的影响。建立了水下激光扫描探测系统目标捕获率仿真模型。设计了水下目标方位角识别方案,根据探测系统与目标交会条件,计算了系统扫描到目标最低的激光脉冲频率和扫描频率。在此基础上建立了系统探测水下小尺度运动目标的捕获率数学模型,得到了系统在不同水质下探测不同距离处目标最大捕获率及相应的最优激光扫描频率和脉冲频率。设计了水下脉冲激光近程周向扫描探测原理样机,并在实验室水池和海水中测试原理样机性能。实验结果验证了本文提出的蒙特卡洛目标回波仿真方法、海水后向散射滤除算法、水下激光测距距离分布仿真方法等理论模型和方法的正确性。原理样机在海水中的探测距离约为4个衰减长度,测距精度优于±0.3m,目标方位角识别精度优于±5°。
二、激光引信脉冲测距精度浅析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、激光引信脉冲测距精度浅析（论文提纲范文）
（1）远距离激光周视探测系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 激光引信简介 |
| 1.1.1 引信 |
| 1.1.2 激光引信 |
| 1.2 国内外激光引信的发展状况 |
| 1.2.1 国外激光引信的发展状况 |
| 1.2.2 国内激光引信的发展状况 |
| 1.2.3 国内激光引信关键技术研究进展 |
| 1.2.4 激光引信的发展趋势 |
| 1.3 论文的研究内容和结构 |
| 第2章 激光引信的探测原理 |
| 2.1 激光引信的定距方式 |
| 2.1.1 几何截断定距方式 |
| 2.1.2 距离选通定距方式 |
| 2.1.3 飞行时间定距方式 |
| 2.2 激光引信的定向方式 |
| 2.3 本课题方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光引信的发射和接收系统设计 |
| 3.1 脉冲激光发射电路设计 |
| 3.1.1 发射电路的参数及要求 |
| 3.1.2 激光器的选型 |
| 3.1.3 脉冲基准信号的产生 |
| 3.1.4 发射电路设计 |
| 3.2 脉冲激光接收电路设计 |
| 3.2.1 光电探测器的选择 |
| 3.2.2 前置放大电路设计 |
| 3.2.3 主放大电路设计 |
| 3.2.4 回波测试 |
| 3.3 时刻鉴别电路设计 |
| 3.3.1 常用的时刻鉴别方法 |
| 3.3.2 时刻判别电路设计 |
| 3.4 激光引信的电源电路设计 |
| 3.4.1 Boost电路原理 |
| 3.4.2 12V-160V升压电路 |
| 3.4.3 ±5V电源设计 |
| 3.5 激光引信光学系统的设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光引信的信号处理系统设计 |
| 4.1 常用的时间测量技术 |
| 4.1.1 计数器法 |
| 4.1.2 模拟内插法 |
| 4.1.3 时间幅值转换法 |
| 4.1.4 游标卡尺法 |
| 4.1.5 时间-数字转换法 |
| 4.2 基于FPGA的 TDC方案设计 |
| 4.2.1 FPGA简述 |
| 4.2.2 TDC整体方案设计 |
| 4.2.3 “粗”计数模块设计 |
| 4.2.4 “细”计数模块设计 |
| 4.2.5 “细”计数器的编码 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 激光引信的测试 |
| 5.1 激光引信的静态测试 |
| 5.2 激光引信的动态测试 |
| 5.2.1 抗冲击测试 |
| 5.2.2 激光引信靶场测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
| 一、发表学术论文 |
（2）同孔径脉冲激光探测系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.3 本文内容简介及行文结构 |
| 2 脉冲激光探测系统原理及电路分析 |
| 2.1 脉冲激光探测系统工作原理 |
| 2.2 脉冲激光发射电路系统 |
| 2.2.1 激光器选型 |
| 2.2.2 激光发射高压模块 |
| 2.2.3 激光发射驱动电路 |
| 2.2.4 激光发射系统仿真与波形 |
| 2.3 脉冲激光接收电路系统 |
| 2.3.1 光敏管的选用 |
| 2.3.2 光电放大电路模型分析 |
| 2.3.3 接收系统仿真与波形 |
| 2.4 处理电路系统原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 收发同孔径脉冲激光测距系统结构和光路设计 |
| 3.1 结构与光路设计 |
| 3.1.1 收发同孔径位置尺寸关系 |
| 3.1.2 收发同孔径光学元件设计 |
| 3.2 动态条件抗过载仿真分析 |
| 3.2.1 弹药引信发射过载特性分析 |
| 3.2.2 各元件材料参数 |
| 3.2.3 ANSYS有限元仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 收发同孔径电磁干扰研究 |
| 4.1 辐射干扰研究 |
| 4.1.1 辐射干扰分析 |
| 4.1.2 辐射干扰抑制 |
| 4.1.3 辐射干扰仿真实验 |
| 4.2 传导干扰研究 |
| 4.2.1 传导干扰分析 |
| 4.2.2 传导干扰抑制 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 收发同孔径光干扰研究 |
| 5.1 收发同孔径光干扰的光学特性分析 |
| 5.1.1 光干扰原因分析 |
| 5.1.2 光学参数对光干扰的影响分析 |
| 5.2 收发同孔径光干扰的电路分析 |
| 5.2.1 光干扰电路时序分析 |
| 5.2.2 抑制光干扰电路特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 收发同孔径原理样机与实验 |
| 6.1 原理样机简介 |
| 6.2 静态模拟实验 |
| 6.2.1 发射系统波形与光斑准直实验 |
| 6.2.2 接收系统功能测试波形实验 |
| 6.2.3 电磁辐射干扰实验 |
| 6.2.4 抑制光干扰实验 |
| 6.2.5 测距定距实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望与改进 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）小口径脉冲激光周向多象限探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 小口径激光近炸引信发展现状 |
| 1.2.2 脉冲激光近程探测相关技术研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构 |
| 2 脉冲激光周向四象限探测系统总体方案设计 |
| 2.1 周向四象限探测系统工作原理 |
| 2.2 周向四象限探测系统探测方案设计 |
| 2.2.1 周向四象限探测系统光束布局分析 |
| 2.2.2 周向四象限探测系统组成 |
| 2.3 周向四象限探测系统结构小型化适配性设计 |
| 2.4 周向四象限探测系统信息传递分析 |
| 2.5 周向四象限探测系统理论与关键技术分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 高重频窄脉冲大电流扩束发射系统设计 |
| 3.1 半导体激光器特性 |
| 3.2 可调窄脉冲大电流驱动电源技术 |
| 3.2.1 驱动电源工作原理 |
| 3.2.2 半导体激光器电源设计 |
| 3.3 多光束脉冲激光周向探测光路技术 |
| 3.3.1 半导体激光器远场发散特性分析 |
| 3.3.2 激光引信发射准直系统设计分析 |
| 3.3.3 非球面柱透镜阵列设计及仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉冲激光大视场接收与信号处理系统设计 |
| 4.1 周向四象限探测系统回波功率方程 |
| 4.2 微弱光电信号放大电路设计 |
| 4.2.1 光电放大电路模型分析 |
| 4.2.2 光电放大电路组成 |
| 4.2.3 光电放大电路噪声分析 |
| 4.3 大视场聚焦透镜技术及仿真分析 |
| 4.3.1 非球面镜阵列接收光束聚焦技术 |
| 4.3.2 聚焦透镜仿真分析 |
| 4.4 基于FPGA的信号处理系统设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 目标捕获模型及抗干扰策略 |
| 5.1 坐标系选择与转换 |
| 5.2 周向四象限探测系统目标捕获率模型建立 |
| 5.2.1 周向四象限探测系统目标捕获率模型 |
| 5.2.2 目标被捕获情况仿真分析 |
| 5.2.3 目标捕获率误差分析 |
| 5.3 抗典型环境干扰技术分析 |
| 5.3.1 抗云雾干扰技术 |
| 5.3.2 抗阳光干扰技术 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 实验与结果分析 |
| 6.1 原理样机简介 |
| 6.2 静态模拟实验 |
| 6.2.1 发射模块准直扩束光斑观测实验 |
| 6.2.2 脉冲激光驱动信号测试实验 |
| 6.2.3 脉冲激光驱动电源测试实验 |
| 6.2.4 脉冲激光接收系统实验 |
| 6.3 脉冲激光周向四象限探测系统静态探测实验 |
| 6.3.1 脉冲激光目标测距实验 |
| 6.3.2 脉冲激光定距精度实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）激光引信饱和漂移误差消除算法（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 激光引信测距工作原理 |
| 2 饱和漂移误差的产生及分析 |
| 3 饱和漂移误差补偿建模 |
| 4 系统测试结果与讨论 |
| 5 结论 |
（5）激光/地磁复合探测系统设计及信息复合算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 激光近炸引信技术 |
| 1.2.2 地磁探测技术 |
| 1.2.3 多模复合探测技术 |
| 1.2.4 信息复合技术 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 激光/地磁复合探测方法研究 |
| 2.1 激光/地磁复合探测系统总体设计 |
| 2.2 脉冲激光周视测距探测方案 |
| 2.2.1 脉冲激光测距工作原理 |
| 2.2.2 激光周视测距单元模块设计 |
| 2.2.3 激光周视探测回波功率模型 |
| 2.2.4 激光近程测距抗干扰设计 |
| 2.3 铁磁性目标地磁探测方案 |
| 2.3.1 铁磁性目标地磁探测原理 |
| 2.3.2 目标磁异信号分析及特征识别信息提取 |
| 2.3.3 目标磁场变化频率计算模型 |
| 2.3.4 地磁探测传感器选型 |
| 2.3.5 地磁探测抗干扰设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 复合探测系统电路设计 |
| 3.1 复合探测电路系统噪声抑制 |
| 3.2 脉冲激光测距电路设计 |
| 3.2.1 脉冲激光时刻鉴别电路设计 |
| 3.2.2 脉冲激光测时模块电路设计 |
| 3.3 三轴地磁探测接口电路设计 |
| 3.3.1 三轴磁传感器模块设计 |
| 3.3.2 二级放大电路设计及仿真 |
| 3.3.3 有源低通滤波电路设计及仿真 |
| 3.3.4 小信号精密全波整流电路设计及仿真 |
| 3.3.5 电源电路设计 |
| 3.3.6 处理器选型、配置及外围电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 激光/地磁复合探测信息复合算法研究 |
| 4.1 复合探测系统信息复合结构及探测方式研究 |
| 4.1.1 复合探测系统信息复合结构分析 |
| 4.1.2 复合探测系统探测方式分析 |
| 4.2 激光/地磁复合探测软判决信息复合算法 |
| 4.2.1 软判决信息复合原理 |
| 4.2.2 复合探测信息复合算法对比分析 |
| 4.2.3 基于改进型D-S证据理论的软判决信息复合算法研究 |
| 4.3 激光/地磁复合探测硬判决信息复合算法 |
| 4.3.1 硬判决信息复合原理 |
| 4.3.2 地磁探测单元局部硬判决准则 |
| 4.3.3 激光探测单元局部硬判决准则 |
| 4.3.4 激光/地磁复合探测硬判决全局信息复合算法设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 激光/地磁复合探测实验 |
| 5.1 激光探测模块测距性能测试实验 |
| 5.1.1 激光测距电路延时时间测量实验 |
| 5.1.2 激光测距模块测距精度实验 |
| 5.2 地磁探测模块工作性能测试实验 |
| 5.2.1 硬件电路工作性能测试实验 |
| 5.2.2 地磁探测模块距离测试实验 |
| 5.3 激光/地磁复合探测系统样机性能测试实验 |
| 5.3.1 样机设计 |
| 5.3.2 实验方案 |
| 5.3.3 实验过程及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）基于小波变换的提高激光引信测距精度研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 脉冲激光引信测距原理 |
| 3 脉冲激光引信信号处理算法 |
| 3.1 前沿鉴别法 |
| 3.2 恒定比值鉴别法 |
| 3.3 峰值检测法 |
| 3.4 小波变换模极大值法 |
| 4 目标回波特性模型建立 |
| 4.1 发射激光脉冲模型 |
| 4.2 回波脉冲功率模型 |
| 4.3 目标回波波形仿真 |
| 5 算法仿真与分析 |
| 5.1 传统算法的仿真 |
| 5.1.1 前沿鉴别法 |
| 5.1.2 恒定比值鉴别法 |
| 5.1.3 峰值检测法 |
| 5.2 小波变换法的仿真 |
| 5.3 四种算法测距误差分析 |
| 6 结论 |
（7）激光引信复合时刻鉴别法的漂移误差补偿（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 脉冲激光引信的测距原理 |
| 3 恒比定时时刻鉴别的漂移误差模型 |
| 4 基于复合时刻鉴别法的漂移误差补偿 |
| 5 误差补偿实验 |
| 6 结 论 |
（8）激光引信系统设计及实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外现状和发展趋势 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 激光引信发展趋势 |
| 1.3 论文主要内容及结构 |
| 第2章 脉冲激光定距引信工作原理及方案设计 |
| 2.1 脉冲激光引信工作原理 |
| 2.1.1 脉冲激光测距原理 |
| 2.2 脉冲激光引信系统方案设计 |
| 2.2.1 脉冲激光引信系统设计 |
| 2.2.2 炮口安全距离及远距离加电 |
| 2.2.3 弹道数据记录仪 |
| 第3章 炮口安全及远距离加电控制 |
| 3.1 涡轮电机工作原理 |
| 3.2 弹道特征曲线分析 |
| 3.3 炮口安全距离 |
| 3.3.1 单片机输入整形电路 |
| 3.3.2 控制程序设计 |
| 3.4 远距离加电 |
| 3.5 试验及数据分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 弹道数据记录仪设计 |
| 4.1 被采信号分析 |
| 4.2 记录仪系统设计 |
| 4.3 主要芯片选型 |
| 4.3.1 主控制芯片的选择 |
| 4.3.2 存储器的选择 |
| 4.4 硬件电路设计 |
| 4.5 软件程序设计 |
| 4.5.1 单片机程序 |
| 4.5.2 上位机程序 |
| 4.5.2.1 Lab VIEW软件介绍 |
| 4.5.2.2 Lab VIEW软件串口通信 |
| 4.5.2.3 Lab VIEW数据回读及分析程序设计 |
| 4.6 实验与结论 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 脉冲激光引信系统设计 |
| 5.1 激光引信探测系统组成 |
| 5.2 系统硬件设计 |
| 5.2.1 激光发射电路 |
| 5.2.2 激光接收电路 |
| 5.2.3 信号处理电路 |
| 5.2.4 电路PCB及实物图 |
| 5.3 系统软件程序设计 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 脉冲激光引信动态试验 |
| 6.1 靶试试验结果分析 |
| 6.1.1 回读波形图 |
| 6.1.2 频率读取 |
| 6.1.3 炮口安全距离解除保险及远距离加电 |
| 6.1.4 炸高信息读取 |
| 6.2 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（9）脉冲激光引信近程周向探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 激光引信国内外研究进展 |
| 1.2.1 激光近炸引信技术国内外研究进展 |
| 1.2.2 激光引信周向探测技术国内外研究进展 |
| 1.3 相关理论及技术研究进展 |
| 1.3.1 激光引信系统引战配合 |
| 1.3.2 脉冲激光探测目标回波特性 |
| 1.3.3 脉冲激光探测测距统计特性 |
| 1.3.4 脉冲激光微弱信号探测理论 |
| 1.3.5 激光引信小型化技术 |
| 1.3.6 激光引信抗干扰技术 |
| 1.4 论文研究内容和行文安排 |
| 2 脉冲激光周向探测系统构成分析 |
| 2.1 脉冲激光周向探测系统总体要求 |
| 2.2 脉冲激光周向探测系统方案 |
| 2.2.1 脉冲激光周向探测光束布局方式 |
| 2.2.2 脉冲激光周向探测系统组成 |
| 2.3 脉冲激光周向探测系统信息传递分析 |
| 2.4 脉冲激光周向探测系统理论与关键技术分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 目标探测与最佳起爆模型 |
| 3.1 坐标系建立与转换 |
| 3.2 脉冲激光周向探测系统探测目标概率模型 |
| 3.2.1 目标探测概率模型 |
| 3.2.2 仿真与分析 |
| 3.3 脉冲激光周向探测系统最佳起爆模型 |
| 3.3.1 弹口交会最佳起爆数学模型 |
| 3.3.2 最佳起爆延时和方位角数值仿真分析 |
| 3.3.3 最佳起爆策略 |
| 3.3.4 误差分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉冲激光近程探测回波特性与测距特性 |
| 4.1 脉冲激光周向探测系统目标回波特性 |
| 4.1.1 脉冲激光回波功率方程一般形式 |
| 4.1.2 平面目标的回波特性 |
| 4.1.3 圆锥目标的回波特性 |
| 4.1.4 圆柱目标的回波特性 |
| 4.2 测距估计方差的Cramer-Rao下界 |
| 4.2.1 测距估计的下界推导 |
| 4.2.2 仿真分析 |
| 4.3 目标表面特性对恒阈值测距特性分布的影响 |
| 4.3.1 测距概率统计特性 |
| 4.3.2 仿真分析 |
| 4.3.3 脉冲激光全波形模拟测距实验 |
| 4.3.4 脉冲激光恒阈值测距实验 |
| 4.4 恒比定时测距特性 |
| 4.4.1 恒比定时测距特性 |
| 4.4.2 仿真分析 |
| 4.4.3 结论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于提升小波阈值去噪的随机阈值探测方法 |
| 5.1 单脉冲随机阈值探测理论 |
| 5.1.1 基于泊松分布信号的随机阈值探测 |
| 5.1.2 基于高斯信号分布的随机阈值探测 |
| 5.2 基于改进梯度粒子群的提升小波自适应非线性去噪方法 |
| 5.2.1 提升小波原理 |
| 5.2.2 提升小波阈值去噪最优阈值估计 |
| 5.2.3 基于改进梯度粒子群算法的阈值选取 |
| 5.2.4 仿真与实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 脉冲激光周向探测系统设计 |
| 6.1 脉冲激光周向探测系统总体设计 |
| 6.2 激光周向探测系统小型发射技术 |
| 6.2.1 可调高频窄脉冲驱动电源技术 |
| 6.2.2 光学系统扁平化技术 |
| 6.3 激光周向探测系统接收技术 |
| 6.3.1 APD探测器参数 |
| 6.3.2 APD接收电路设计 |
| 6.3.3 混合调制式脉冲激光电源驱动技术 |
| 6.4 激光周向探测系统高精度测距技术 |
| 6.5 方位角磁电检测技术 |
| 6.5.1 磁电检测系统建模 |
| 6.5.2 方位角解算策略 |
| 6.5.3 方位角磁电检测系统设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 脉冲激光周向探测系统实验研究 |
| 7.1 脉冲激光周向探测系统原理样机 |
| 7.2 脉冲激光周向探测子模块实验 |
| 7.2.1 脉冲激光发射系统实验研究 |
| 7.2.2 脉冲激光接收系统实验研究 |
| 7.2.3 混合调制式脉冲激光电源稳压控制实验 |
| 7.2.4 脉冲激光时间间隔测量实验 |
| 7.3 脉冲激光周向探测系统探测实验 |
| 7.3.1 脉冲激光目标测距实验 |
| 7.3.2 脉冲激光目标探测概率模拟实验 |
| 7.3.3 方位角磁电检测实验 |
| 7.4 脉冲激光周向探测系统扩展实验 |
| 7.4.1 脉冲激光发射系统对信号处理系统的电磁干扰实验 |
| 7.4.2 有刷直流电机干扰抑制实验 |
| 7.4.3 光学系统抗高过载实验 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 本文创新点 |
| 8.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）水下脉冲激光近程周向扫描探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 水下蓝绿激光探测技术国内外发展现状 |
| 1.2.1 海洋激光雷达技术 |
| 1.2.2 水下激光成像技术 |
| 1.3 相关理论与技术研究现状 |
| 1.3.1 水下激光传输特性研究进展 |
| 1.3.2 海水后向散射滤除技术研究进展 |
| 1.3.3 激光周向探测近炸引信技术研究进展 |
| 1.4 本文研究内容及行文安排 |
| 1.4.1 本文主要研究内容 |
| 1.4.2 行文安排 |
| 2 水下脉冲蓝绿激光传输与回波特性研究 |
| 2.1 蓝绿激光在海水中的传输特性研究 |
| 2.1.1 海水成分与光学性质 |
| 2.1.2 海水对蓝绿激光的吸收 |
| 2.1.3 海水对蓝绿激光的散射 |
| 2.2 基于蒙特卡洛法的水中脉冲激光传输仿真模型 |
| 2.2.1 海水中光传输蒙特卡洛模拟概述 |
| 2.2.2 海水散射相函数 |
| 2.2.3 水中光子传输模型 |
| 2.3 基于目标表面BRDF的光子反射方向抽样 |
| 2.3.1 目标表面反射特性 |
| 2.3.2 光子反射方向抽样方法 |
| 2.3.3 光子入射方向简化 |
| 2.4 仿真结果分析 |
| 2.4.1 目标距离的影响 |
| 2.4.2 海水水质的影响 |
| 2.4.3 激光发散角的影响 |
| 2.4.4 接收视场的影响 |
| 2.4.5 目标倾斜角的影响 |
| 2.5 水下激光周向扫描探测系统总体方案与工作原理 |
| 2.5.1 探测系统总体方案 |
| 2.5.2 系统工作原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 水下非同轴激光扫描探测光路优化与设计 |
| 3.1 非同轴激光探测区域分布与系统探测性能分析 |
| 3.1.1 系统探测区域分布 |
| 3.1.2 目标回波与后向散射功率计算 |
| 3.1.3 系统信噪比模型 |
| 3.1.4 系统信噪比与光路参数的关系 |
| 3.2 系统光路参数优化 |
| 3.3 水池实验验证 |
| 3.3.1 实验装置设计 |
| 3.3.2 实验验证 |
| 3.4 多介质光学整流罩设计 |
| 3.4.1 光学整流罩对系统光路的影响 |
| 3.4.2 不同扫描倾角时光学整流罩设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 水下激光目标回波信号提取与脉冲测距精度研究 |
| 4.1 基于自适应滤波的目标信号提取技术 |
| 4.1.1 水中激光接收信号分析 |
| 4.1.2 后向散射自适应滤波原理 |
| 4.1.3 基于LMS的后向散射滤除算法 |
| 4.2 后向散射滤波效果分析 |
| 4.2.1 自适应滤波前后信号对比 |
| 4.2.2 自适应滤波稳定性分析 |
| 4.3 水下激光测距技术与精度分析 |
| 4.3.1 水下激光目标回波展宽与延时分析 |
| 4.3.2 回波时刻鉴别方法与目标距离计算 |
| 4.3.3 水下激光测距精度仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 目标方位角识别方法与系统捕获率研究 |
| 5.1 目标方位角检测技术研究 |
| 5.1.1 目标方位角检测理论模型 |
| 5.1.2 目标方位角检测方案设计 |
| 5.1.3 方位角检测误差分析 |
| 5.2 系统最低脉冲频率与扫描频率 |
| 5.2.1 弹目交会坐标系描述 |
| 5.2.2 扫描探测系统最低扫描频率和脉冲频率 |
| 5.3 水下小尺度运动目标捕获率数学模型 |
| 5.3.1 水下小尺度圆柱目标回波功率方程 |
| 5.3.2 系统捕获率模型 |
| 5.3.3 捕获率仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 水下激光周向扫描探测系统原理样机设计及测试实验 |
| 6.1 原理样机总体设计 |
| 6.2 原理样机子系统设计 |
| 6.2.1 高功率脉冲蓝绿激光器 |
| 6.2.2 基于APD的微弱信号接收系统设计 |
| 6.2.3 发射接收同步扫描机构设计 |
| 6.2.4 方位角检测子系统设计与测试 |
| 6.2.5 样机控制系统设计 |
| 6.3 原理样机水池测试实验 |
| 6.3.1 水池实验环境和方法 |
| 6.3.2 目标回波测试与信号处理 |
| 6.3.3 目标距离与方位角测试结果分析 |
| 6.4 原理样机海水中测试实验 |
| 6.4.1 近海海水实验环境与实验方案设计 |
| 6.4.2 目标回波信号测试与处理 |
| 6.4.3 目标距离与方位角检测精度 |
| 6.4.4 原理样机海湾测试实验 |
| 6.5 本章小节 |
| 7 总结及展望 |
| 7.1 全文的工作总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、激光引信脉冲测距精度浅析（论文参考文献）
- [1]远距离激光周视探测系统关键技术研究[D]. 牛长孟. 齐鲁工业大学, 2021(10)
- [2]同孔径脉冲激光探测系统关键技术研究[D]. 何勇. 南京理工大学, 2019(06)
- [3]小口径脉冲激光周向多象限探测技术研究[D]. 冯涛. 南京理工大学, 2019(06)
- [4]激光引信饱和漂移误差消除算法[J]. 张乐琪,查冰婷,张合. 红外与激光工程, 2018(12)
- [5]激光/地磁复合探测系统设计及信息复合算法研究[D]. 王德利. 南京理工大学, 2019(06)
- [6]基于小波变换的提高激光引信测距精度研究[J]. 路明,孔德浩,苏益德. 激光与红外, 2018(10)
- [7]激光引信复合时刻鉴别法的漂移误差补偿[J]. 查冰婷,王德利,张乐琪,谢克峰. 中国激光, 2018(10)
- [8]激光引信系统设计及实现[D]. 秦禹. 北京理工大学, 2018(07)
- [9]脉冲激光引信近程周向探测技术研究[D]. 徐孝彬. 南京理工大学, 2017(07)
- [10]水下脉冲激光近程周向扫描探测技术研究[D]. 谭亚运. 南京理工大学, 2017(07)