Golay脉冲编码技术提升相干激光雷达性能的仿真研究

"这篇研究论文探讨了如何利用Golay脉冲编码技术改善相干激光雷达(CLR)的性能，特别是解决远场回波信号信噪比低和提取困难的问题。研究集中在Golay码的编码和解码原理，以及其在提高系统信噪比和增加雷达探测距离方面的应用。通过大气分层模型的仿真，展示了Golay编码脉冲如何在保持高时间分辨率和距离分辨率的同时，提供更精确的风速测量。在0到5.3公里范围内，使用Golay编码的CLR风速测量误差小于3米/秒，并且相比传统的脉冲CLR，探测距离增加了2.5公里，显著提升了远场弱信号的信噪比。" 在相干激光雷达系统中，Golay脉冲编码是一种有效的信号处理技术，它通过精心设计的编码序列，增强了信号的质量，从而有助于提高信噪比。Golay码是一种纠错码，由两个相互正交的序列组成，能够提供优良的自相关性和互相关性特性，这在检测微弱信号和减少噪声干扰方面具有优势。在本文中，研究人员理论分析了Golay编码对系统信噪比的提升效果，验证了其在相干激光雷达中的适用性。 大气分层模型被用于生成相干激光雷达的时域回波信号，这是模拟真实环境条件的重要步骤。这种模型考虑了大气的不同层次及其对激光信号传播的影响，使得仿真结果更接近实际应用场景。通过解码Golay码，研究人员能够从回波信号中准确提取出风速信息，这在气候监测、气象预报等领域有着重要的应用价值。 仿真结果显示，使用Golay编码脉冲的CLR在1秒的时间分辨率和60米的距离分辨率下，风速测量的精度达到了高要求。同时，与传统脉冲CLR相比，探测距离的显著增加意味着Golay编码技术能有效增强雷达的探测能力，尤其是在远场探测和弱信号处理上，这对于远程遥感和空间环境监测等任务至关重要。 这项研究揭示了Golay脉冲编码技术在相干激光雷达中的潜力，为提升雷达系统的性能提供了新的思路和方法。未来的工作可能会进一步探索更优化的编码方案，以实现更高的测量精度和更远的探测距离。