机载多脉冲激光雷达信号模拟器的优化与性能分析

"机载多脉冲激光雷达目标信号模拟器的研究" 本文主要探讨了机载多脉冲激光雷达（Laser Radar，简称LiDAR）目标信号模拟器的设计与应用，旨在评估回波数字信号处理算法及其硬件平台的性能。在激光雷达系统中，回波信号的精确模拟对于测试和优化信号处理算法至关重要。 首先，作者指出仅仅依赖激光雷达方程建立回波信号波形模型是不足的，因为这未充分考虑信号能量与波形之间的复杂关系。为了解决这个问题，他们对空中目标回波脉冲的展宽进行了建模和数值仿真，通过模拟不同角度、距离和目标尺寸下的情况，得到了波形展宽时间的数据。 接着，利用高斯脉冲函数的特性，根据展宽前后能量守恒的原则，建立了回波波形的数学模型。这一模型有助于更准确地描述激光雷达接收到的目标信号。 此外，研究还考虑了目标距离误差和目标回波噪声的统计特性，构建了回波仿真模型。提出了一种依据信噪比（SNR）生成回波观测信号的方法，这在实际应用中可以帮助评估算法在不同SNR条件下的表现。 通过对两种模拟器的比较，作者分析了包括信噪比误差、最小模拟信噪比和连续工作时间等关键性能指标，突显了新型模拟器的优势。这些比较结果对于选择合适的模拟器和改进信号处理算法具有指导意义。 关键词涉及的领域包括激光技术、激光雷达、模拟器、回波脉冲展宽以及回波波形的仿真模型，表明该研究深入到了激光雷达信号处理的核心环节。这项工作对于提升机载激光雷达系统的探测能力和精度具有重要的理论与实践价值。