单、双基地激光雷达光学接收系统设计

论文摘要

激光雷达具有分辨率高,抗干扰能力强,可三维成像等特点,在民用及军事技术装备中己经得到了广泛的应用。它可以用来进行测距、精确跟踪、定位、制导、引信传感、飞船导航、气象测量、水下通讯和探测等。双基地雷达的特点可以概括为三个方面:(1)收、发分离,(2)接收目标的非后散射回波,(3)三角测量定位。随着双基地雷达的迅速发展,双基地激光雷达也应运而生,是当前国际上研究和应用的新兴领域之一。本论文就单双基地激光雷达的重要组成部分,即接收光学系统进行了研究。本着结构简单、成本低的原则,运用ZEMAX光学设计软件设计了单、双基地激光雷达接收光学系统及其机械结构,并进行了像质评价和性能分析。对所设计的单、双基地激光雷达光学接收系统进行了主要参量的测试;利用初步的单、双基地激光雷达原理系统,进行了单、双基地激光雷达信号测量,实验表明本论文所设计的光学系统能够满足系统的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 激光雷达国内外研究现状
• 1.2.2 双（多）基地雷达的国内外研究现状
• 1.2.3 双（多）基地激光雷达的国内外研究现状
• 1.3 论文的研究内容及结构安排
• 第二章 单、双基地激光雷达系统原理
• 2.1 单、双基地激光雷达
• 2.1.1 单、双基地激光雷达特点
• 2.1.2 单、双基地激光雷达系统
• 2.2 脉冲激光雷达方程
• 2.2.1 脉冲激光测距雷达原理
• 2.2.2 单基地激光雷达方程
• 2.2.3 双基地激光雷达方程
• 第三章 光学接收系统设计原理
• 3.1 光学设计理论
• 3.1.1 光学系统设计概述
• 3.1.2 光学系统的相对孔径
• 3.1.3 探测器大小与瞬时视场角的关系
• 3.2 ZEMAX 软件应用简介
• 第四章 单、双基地激光雷达接收系统
• 4.1 激光雷达的各种接收系统
• 4.2 光学接收系统设计目标
• 4.2.1 接收光学系统功能及其基本要求
• 4.2.2 接收光学系统的参数要求
• 4.3 单基地光学接收系统设计
• 4.3.1 单基地光学系统设计思想
• 4.3.2 单基地光学接收系统设计分析
• 4.4 双基地激光雷达光学系统设计
• 4.4.1 双基地光学接收系统设计思想
• 4.4.2 双基地光学接收系统设计分析
• 4.5 接收光学系统机械结构设计及装配
• 第五章 试验结果与分析
• 5.1 光学接收系统透过率测试
• 5.1.1 光学接收系统透光率测试原理
• 5.1.2 单基地光学接收系统透过率测试
• 5.1.3 双基地光学接收系统透过率测试
• 5.1.4 光学接收系统透过率测试误差分析
• 5.2 光学接收系统视场角测试
• 5.2.1 光学接收系统视场角测试原理
• 5.2.2 单基地光学系统视场角测试
• 5.2.3 双基地光学系统视场角测试
• 5.3 光学接收系统放大倍数测试
• 5.3.1 单基地激光雷达光学接收系统测试
• 5.3.2 双基地激光雷达光学接收系统测试
• 5.4 双基地激光雷达原理系统介绍
• 5.4.1 单、双基地激光雷达原理测试
• 5.4.2 单、双基地激光雷达距离方程验证
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录