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【硕士生报告】线性调频连续波相干探测系统原理及实验

发布者: 发表时间:2018-11-26

发布日期:2018年11月26日 作者:赵壮 编辑:朱长江 赵壮 审核:李祺伟

赵壮硕士生的报告题目是《线性调频连续波相干探测系统原理及实验》。报告基于相干探测理论和对称三角波LFMCW系统测距测速原理,推导了对称三角波LFMCW系统回波信号的基本关系式,分析了LFMCW系统中距离-速度耦合现象,并以此为基础进行了数值仿真,分析了调制信号的带宽和周期对系统探测结果的影响。基于系统原理仿真与优化,设计搭建了一套基于1550nm波段的对称三角波LFMCW零差探测系统,对静止目标(反射镜)进行探测,对激光器发射调制带宽进行了测量。

在单一扫频斜率的情况下,运动目标产生多普勒频移,这就是线性调频雷达系统中的速度-距离耦合现象,如图1所示,而在高工作频率下的激光雷达中更为严重,而对称三角波调频的回波信号中的上扫频差频信号和下扫频差频信号可以避免该现象。

图1 LFMCW雷达运动目标距离速度耦合示意图

在学习了对称三角波调频信号的原理后,赵壮硕士生对回波信号进行了数值模拟,图2是不同带宽对运动目标回波信号的上下扫频中心频率的影响,图3是不同周期对运动目标回波信号的上下扫频中心频率的影响。

图2 不同调制带宽下的频谱图

图3 不同调制周期下的频谱示意图

最后,赵壮硕士生搭建了LFMCW激光雷达实验系统如图4所示,并对输入不同电压下的调制带宽进行了测量。

图4 LFMCW激光雷达实验系统示意图

作者:赵壮

编辑:朱长江 赵壮

审核:李祺伟

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