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首页激光多脉冲展宽技术提升运动目标识别
本文档探讨了"机载激光多脉冲展宽识别运动目标和地面背景"的技术,发表于2013年的《激光与红外》期刊第43卷第12期。研究者徐强、王海晏、王芳和杨海燕来自空军工程大学航空航天工程学院,他们提出了一种利用激光多脉冲技术来提高接收信号信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)并区分运动目标和静止地面背景的方法。 多脉冲累积探测是一种关键策略,它通过连续发射并收集多个脉冲,使得接收信号的平均值能够有效地降低噪声,从而提升信噪比。然而,运动目标的存在会导致回波时间的变化,即所谓的“脉冲展宽”,这是因为目标速度改变导致了光轴与目标表面之间的角度变化,从而引起反射信号的延时。这种方法的核心在于,通过对不同脉冲的相位或幅度进行比较,尤其是与基准脉冲的差异,来判断是否存在运动目标,并将其从静态背景中区分开。 作者通过仿真研究验证了这一方法的有效性。结果显示,随着累积脉冲的增加和重复次数增多,信噪比显著提高,从而使得运动目标的识别更加准确。这种多脉冲展宽技术不仅能够有效识别目标与背景,还有助于在实际探测任务中精确测量目标的运动速度和方位,这对于军事、遥感和导航等领域具有重要的应用价值。 该论文的关键术语包括累积探测、脉冲展宽、运动目标和回波延时,这些概念在现代航空、航天和雷达技术中扮演着核心角色。此外,论文引用了中图分类号TN249和文献标识码A,以及DOI(Digital Object Identifier),这表明其学术性和权威性。这项研究提供了一种创新的解决方案,对于提升机载激光雷达系统在动态环境中的性能具有实用意义。
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第
43
卷第
12
期
2013
年
12
月
激光与红外
LASER & INFRARED
Vo
1.
43 ,
No.12
December ,2013
文章编号:
1001-5078
(2013)
12-1336-05
·激光应用技术·
机载激光多脉冲展宽识别运动目标和地面背景
徐强,王海晏,王芳,杨海燕
(空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安
710038)
摘
要:结合多脉冲累积探测可以提高接收信号信噪比的特点与回波延时会造成脉冲展宽的
特点,介绍了一种利用激光多脉冲展宽特性识别运动目标和地面背景的方法。由于目标速度
的存在改变了光轴与目标表面夹角而造成回波延时,通过判别与基准脉冲不同的相关度,将其
从地面背景区分出来。仿真结果表明,累积平均脉冲个数及次数越多噪声越小,信噪比越大,
且多脉冲展宽可有效识别目标与背景,可应用于实际探测中测量目标运动速度及方位。
关键词:累积探测;脉冲展宽;运动目标;回波延时
中图分类号
:TN249
文献标识码
:A
DOI:
lO. 3969/j. issn.l001-5078. 2013.12.
03
Identifying moving
target
from
background
with
airborne
laser multi-pulse stretching
XU
Qiang
,
WANG
Hai-yan
,
WANG
Fa
吨,
YANG
Hai-yan
(Air
Force Engineering University Aeronautics and Astronautics Engineering College ,
Xi'
an 710038 ,China)
Abstract:The
multi-pulse accumulation detection can improve the receiving SNR.
Tb
e echo delay can cause pulse
stretching combining these
two
properties , a method for identifying the moving target and background with multi -pulse
stretching is introduced.
As
the target speed changes the angle between optic axis and target surface , it causes the echo
delay
(pulse
width) to
change.ηle
moving target can be distinguished from the background according to the shape
diι
ferent from the benchmark pulse.
Tb
e simulation result shows that the more the pulse numbers and times of accumula-
tion average are
, the less the noise is , and the better the SNR is. The target and background
can
be distinguished effi-
ciently by multi-pulse stretching
, which can be used to measure the moving speed and location
in
real
t
町
get
detecting.
Key
words:
accumulation detection; pulse stretching; moving target; echo delay
1
引言
激光因其具有高单色性、高方向性、高亮度性及
较好的相关性等特点,已在测距、成像、探测等方面
得到广泛应用,是为现代战争提供精确化信息处理
的重要技术手段之一。其中脉冲激光的特点有:一
是激光发射角小,能量在空间相对集中;二是激光脉
冲持续时间很短,能在时间上相对集中,因而瞬时功
率很大(可达兆瓦级以上)。脉冲激光探测已成为
激光应用的主要方面之一。随着机载激光设备的发
展,多脉冲累积探测技术的运用可以满足远程探测
与测距。通过探测器接收端的数字信号处理器对多
个回波进行累加平均等信号处理,提高信噪比,降低
最小可检测信噪比,进而增加最大测程,同时,将淹
没在噪声中的弱信号检测出来。
由于光束在传播过程中与介质粒子、障碍物或
运动目标接触而发生色散、移位等现象
[1]
,造成了
回波在时间上的扩展,从而产生脉冲展宽。文献
[2J
中考虑到云的多次散射作用,利用脉冲展宽的
宽度不同来区分目标和云,增强目标的识别能力。
但传输脉冲信号的展宽会引起信噪比下降,误码率
升高,甚至导致信号不能分辨,并由此对通信速率和
作者简介:徐强
(1989
- )
,男,硕士生,研究方向为光电探测与
对抗。
E-mail:qiangzai.88@163.com
收稿日期
:2013
-D
5-22
;修订日期
:2013
-D
6
-D
6
第
43
卷第
12
期
2013
年
12
月
激光与红外
LASER & INFRARED
Vo
1.
43 ,
No.12
December ,2013
文章编号:
1001-5078
(2013)
12-1336-05
·激光应用技术·
机载激光多脉冲展宽识别运动目标和地面背景
徐强,王海晏,王芳,杨海燕
(空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安
710038)
摘
要:结合多脉冲累积探测可以提高接收信号信噪比的特点与回波延时会造成脉冲展宽的
特点,介绍了一种利用激光多脉冲展宽特性识别运动目标和地面背景的方法。由于目标速度
的存在改变了光轴与目标表面夹角而造成回波延时,通过判别与基准脉冲不同的相关度,将其
从地面背景区分出来。仿真结果表明,累积平均脉冲个数及次数越多噪声越小,信噪比越大,
且多脉冲展宽可有效识别目标与背景,可应用于实际探测中测量目标运动速度及方位。
关键词:累积探测;脉冲展宽;运动目标;回波延时
中图分类号
:TN249
文献标识码
:A
DOI:
lO. 3969/j. issn.l001-5078. 2013.12.
03
Identifying moving
target
from
background
with
airborne
laser multi-pulse stretching
XU
Qiang
,
WANG
Hai-yan
,
WANG
Fa
吨,
YANG
Hai-yan
(Air
Force Engineering University Aeronautics and Astronautics Engineering College ,
Xi'
an 710038 ,China)
Abstract:The
multi-pulse accumulation detection can improve the receiving SNR.
Tb
e echo delay can cause pulse
stretching combining these
two
properties , a method for identifying the moving target and background with multi -pulse
stretching is introduced.
As
the target speed changes the angle between optic axis and target surface , it causes the echo
delay
(pulse
width) to
change.ηle
moving target can be distinguished from the background according to the shape
diι
ferent from the benchmark pulse.
Tb
e simulation result shows that the more the pulse numbers and times of accumula-
tion average are
, the less the noise is , and the better the SNR is. The target and background
can
be distinguished effi-
ciently by multi-pulse stretching
, which can be used to measure the moving speed and location
in
real
t
町
get
detecting.
Key
words:
accumulation detection; pulse stretching; moving target; echo delay
1
引言
激光因其具有高单色性、高方向性、高亮度性及
较好的相关性等特点,已在测距、成像、探测等方面
得到广泛应用,是为现代战争提供精确化信息处理
的重要技术手段之一。其中脉冲激光的特点有:一
是激光发射角小,能量在空间相对集中;二是激光脉
冲持续时间很短,能在时间上相对集中,因而瞬时功
率很大(可达兆瓦级以上)。脉冲激光探测已成为
激光应用的主要方面之一。随着机载激光设备的发
展,多脉冲累积探测技术的运用可以满足远程探测
与测距。通过探测器接收端的数字信号处理器对多
个回波进行累加平均等信号处理,提高信噪比,降低
最小可检测信噪比,进而增加最大测程,同时,将淹
没在噪声中的弱信号检测出来。
由于光束在传播过程中与介质粒子、障碍物或
运动目标接触而发生色散、移位等现象
[1]
,造成了
回波在时间上的扩展,从而产生脉冲展宽。文献
[2J
中考虑到云的多次散射作用,利用脉冲展宽的
宽度不同来区分目标和云,增强目标的识别能力。
但传输脉冲信号的展宽会引起信噪比下降,误码率
升高,甚至导致信号不能分辨,并由此对通信速率和
作者简介:徐强
(1989
- )
,男,硕士生,研究方向为光电探测与
对抗。
E-mail:qiangzai.88@163.com
收稿日期
:2013
-D
5-22
;修订日期
:2013
-D
6
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