【摘 要】
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多波束单光子雷达是目前探测速率最高的一种激光雷达方案,利用激光光束阵列照亮目标,并采用单光子探测器探测激光回波信号将探测灵敏度提高至单光子水平。由于多波束单光子雷达具有灵敏度高、功耗低、结构轻便等优势,在对地测绘和远距离成像等方向有极为重要的应用。其中,多通道时间测量技术是其中的核心技术之一,很大程度上决定了整个系统的测量精度和速率等性能指标。针对时间测量技术的重要作用,本文发展了一种基于时钟相移
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多波束单光子雷达是目前探测速率最高的一种激光雷达方案,利用激光光束阵列照亮目标,并采用单光子探测器探测激光回波信号将探测灵敏度提高至单光子水平。由于多波束单光子雷达具有灵敏度高、功耗低、结构轻便等优势,在对地测绘和远距离成像等方向有极为重要的应用。其中,多通道时间测量技术是其中的核心技术之一,很大程度上决定了整个系统的测量精度和速率等性能指标。针对时间测量技术的重要作用,本文发展了一种基于时钟相移法的多通道时间间隔测量方法,利用FPGA的高速并行处理能力,在单片FPGA芯片上实现了100通道单光子信号的同时测量,时间分辨率达到1.0 ns,测量精度为360ps@RMS,量程为64μs。为多波束单光子雷达系统研制,本文升级改造了100通道Si APD单光子探测器、开发了高功率激光器驱动和控制模块。基于本文发展的100通道计时模块,结合100通道单光子探测器完成了回波信号的高精度并行探测和计时测量验证实验。系统的测量精度满足多波束单光子雷达的系统指标要求,为采集大规模数据、实时处理和显示采集图像打下了扎实的基础。
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