FPGA实现微弱脉冲激光回波信号的峰度检测技术

本文主要探讨了在FPGA（现场可编程门阵列）平台上实现微弱脉冲激光回波信号的峰度检测技术。该技术在激光探测和测距领域具有重要意义，尤其对于远距离激光主动探测系统，能够有效地提升信号检测的精度和可靠性。 微弱脉冲激光回波信号的检测面临的主要挑战包括复杂的噪声环境、信号畸变、展宽以及幅度衰减。传统的检测方法如高阶累积量、相关检测和匹配滤波等被广泛研究，以应对这些挑战。其中，高阶累积量方法由于其对信号非线性特征的敏感性，在处理微弱信号时表现出优良的性能。 文章中，作者张廷华、樊桂花和孙华燕通过理论分析和仿真比较，证实了高阶累积量方法的优势，并在FPGA硬件平台上实现了这一算法。FPGA因其可编程性和高速处理能力，成为实现复杂信号处理任务的理想选择。硬件实现不仅提高了处理速度，还确保了实时性，这对于实时监测和响应微弱激光回波信号至关重要。 同时，文中还提到了其他相关工作，如熊飞、孙华燕和谷锁林的研究，他们提出了利用四象限探测器进行激光回波信号的相关检测。这种方法可以检测到低至-21.07dB信噪比的信号，相比于二元相关检测，其检测能力提升了5.68dB。四象限探测器能提供更丰富的信号信息，当信号在四个象限中均匀分布时，检测性能更佳。 此外，学位论文《高速FPGA在激光回波检测中的应用》由张健撰写，进一步探讨了FPGA在提升激光测距性能上的应用。高速FPGA的使用对于处理高速、高精度的激光回波信号至关重要，有助于推动我国激光测距技术的发展。 这些研究集中在如何利用FPGA技术和创新的信号处理方法，增强微弱脉冲激光回波信号的检测能力，从而提高远距离激光探测系统的效能。这些技术的应用不仅限于军事，也对民用领域如遥感、环境监测等有着广泛的潜在价值。