【摘 要】
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脉冲式激光探测系统在很多领域都有着非常广泛的应用,然而在一些特定环境下,空气中漂浮的烟尘粒子和激光光束之间产生的互相影响,特别是烟尘粒子会对激光光束发生吸收和散射,
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脉冲式激光探测系统在很多领域都有着非常广泛的应用,然而在一些特定环境下,空气中漂浮的烟尘粒子和激光光束之间产生的互相影响,特别是烟尘粒子会对激光光束发生吸收和散射,导致激光收发系统性能的下降甚至失效,从而造成严重的误判。本文针对这种情况,首先对激光在烟尘中的回波特性进行了深入探讨和研究,其次通过对其结果的分析,针对性的提出了激光抗烟尘干扰电路的设计。首先,文章对光的散射理论做了深入的探讨,着重研究瑞利和米氏散射理论,分析了不同烟尘粒径下激光的散射机理,并采用Monte Carlo方法,对单次和多次散射理论进行了公式推导。其次,设计了激光近距探测的收发系统,对其各模块的参数和指标进行了分析和计算,并搭建了定量烟尘颗粒分析试验箱,并对烟尘干扰形成波形特征进行深入研究,建立了激光在烟尘环境下的传输模型。同时,建立物体目标模型,通过Matlab软件对其回波进行模拟仿真,通过两者比较,得出抗烟尘干扰的理论依据。在信号处理模块,从激光抗干扰的角度出发,针对前面归纳的特征,分别提出了脉宽测量和时间门选通复合识别技术、阈值电压自适应技术、时间中心捕获法,并借助于ISE对信号处理各功能模块进行编程设计。通过ISM,编写激励文件,对其进行测试,使其各模块功能的可行性都得到了很好的验证。在信号确认模块,因为伪随机序列优异的抗干扰性能,通过采用延时相关的方法,对其进行峰值检测,达到了课题预期的效果。
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