激光混沌信号测距技术在防撞雷达与光纤电缆检测中的应用

本文主要探讨了激光混沌信号相关法在测距领域的应用研究，特别是在自由空间、光纤和电缆断点检测方面。作者王云才和钱建军来自太原理工大学光电工程研究所，他们在2010年第四期《深圳大学学报理工版》上发表了这篇论文，文章编号为1000-2618(2010)04-0379-07。 首先，研究者介绍了一种用于汽车防撞的混沌激光雷达原型机，它采用了混沌信号的相关技术来实现测距。这种系统能提供高达150米的测距范围，同时具有出色的抗干扰性能，测距精度达到0.18米。这表明混沌信号在减少信号串扰和提高精度方面展现出显著优势。 接着，他们提出了一个混沌相关法光时域反射仪，专用于光纤网络断点的测量。该仪器在实验室环境下表现出色，测距范围可达65公里，精度能达到6厘米，这对于光纤通信网络的维护和故障定位非常关键。 此外，通过快速光电探测器，混沌激光信号被转化为电混沌信号，从而实现了对电缆等电介质传输线故障点的精确检测。这种方法不仅能够有效检测故障点，而且定位精度高达7厘米，避免了传统测距技术中的虚警问题。 文章强调了混沌信号的独特特性，如在时域的随机变化和频域的平坦宽带特性，以及其自相关函数的δ函数性质，这些特性使得混沌信号在测距时具有很好的抗干扰性能和无限码长的优势。然而，当前的技术受到电子器件带宽的限制，使得直接在电路中产生宽带混沌信号的能力有限，从而影响了测距精度的进一步提升。例如，美国宇航局利用Yong-Silva混沌电路的样机带宽只有200MHz，这是当前技术的一个挑战。 这篇文章深入研究了混沌信号在激光测距中的应用潜力，并展示了其在实际场景中的实用价值。尽管存在技术瓶颈，但混沌信号相关法测距技术的研究对于提高测距系统的性能和可靠性具有重要意义，未来有可能成为解决远程测距难题的新方向。