一种大动态、高增益水下微弱激光回波信号处理方法及电路技术

技术编号:43317698 阅读:35 留言:0更新日期:2024-11-15 20:18
本发明专利技术属于信号处理技术领域,公开了一种大动态、高增益水下微弱激光回波信号处理方法及电路,包括电源转换电路、雪崩光电二极管、跨阻放大电路等;电源转换电路将输入的24V直流电压转换为各种电路模块正常工作的标称电压值,并最大限度减小电源的纹波,降低电源噪声;跨阻放大电路用于将APD输出的电流信号转换为电压信号;信号提取电路对回波信号底部进行削减,以减小水体后向散射信号强度并保留回波信号波峰,提高目标回波信号占比;可变增益放大电路使系统具有较大的增益可调节范围,提高系统对不同水体环境和目标的适应性;DAC转换电路、主处理器和RS232通信模块用于实时调节电路的放大增益和信号提取电路对回波信号强度“削波”的量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于但不限于信号处理,尤其涉及一种大动态、高增益水下微弱激光回波信号处理方法及电路


技术介绍

1、近年来,汽车行业无人驾驶领域越来越火爆,促使激光雷达技术迅速发展,空气中激光探测系统性能越来越强。然而在海洋领域,水下激光探测系统的性能远远不及在陆地上,主要原因是海水介质对光束具有极强的衰减作用,以及水体的后向散射光对探测存在很大的干扰。脉冲激光探测是一种利用周期性的脉冲激光对目标进行探测的方式。脉冲激光的能量较强,适用于水下使用环境和探测微小目标。对于水下距离选通和近距探测模式,目标回波常与水体的后向散射信号叠加在一起。水下微小目标的激光回波信号微弱,易淹没于水体背景信号中,需要较高的增益才能放大到可通过输出信号幅度识别的程度,但高增益易使水体背景信号饱和,导致系统失去探测能力;而低增益无法有效放大微弱回波,系统探测能力低。同时水质对目标探测的效果影响很大,对于同一个目标,若水质清澈,水体对光束的衰减作用减小,目标的回波信号便会增强;若水质浑浊,水体对光束的衰减作用增大,目标的回波信号急剧减弱,导致目标信号的动态变化范围很大。水体的扰动、湍流会本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大动态、高增益水下微弱激光回波信号处理电路,其特征在于,包含电源转换电路、雪崩光电二极管、跨阻放大电路、可变增益放大电路、信号提取电路、DAC转换电路、通信模块和主处理器的电路系统;

2.根据权利要求1所述的电路系统,其特征在于:所述信号提取电路利用了二极管的正向导通特性、正向导通电压以及电容“隔直通交”的特性实现了对信号底部的“削波”,且“削波”的量可以通过改变管脚电压值进行调控,同时在信号提取电路中增加了高通滤波电路,以滤除杂散光信号的干扰。

3.根据权利要求1所述的电路系统,其特征在于,所述可变增益放大电路使电路具有较大的增益可调节范围,增强系统对环...

【技术特征摘要】

1.一种大动态、高增益水下微弱激光回波信号处理电路,其特征在于,包含电源转换电路、雪崩光电二极管、跨阻放大电路、可变增益放大电路、信号提取电路、dac转换电路、通信模块和主处理器的电路系统;

2.根据权利要求1所述的电路系统,其特征在于:所述信号提取电路利用了二极管的正向导通特性、正向导通电压以及电容“隔直通交”的特性实现了对信号底部的“削波”,且“削波”的量可以通过改变管脚电压值进行调控,同时在信号提取电路中增加了高通滤波电路,以滤除杂散光信号的干扰。

3.根据权利要求1所述的电路系统,其特征在于,所述可变增益放大电路使电路具有较大的增益可调节范围,增强系统对环境和目标的兼容性。

4.根据权利要求1所述的电路系统,其特征在于,所述电源转换电路能够为跨阻放大器、可变增益放大器等提供稳定的直流电压,包括直流3.3v、直流2.5v以及直流5v。

5.根据权利要求1所述的电路系统,其特征在于:所述通信模块能够实现上位机与主处理器之间的数据通信,以便调节电路的放大增益和信号提取电路对回波信号强度“削波”的量,主处理器通过dac转换电路将接收到的指令转换为模拟电压值,以控制可变...

【专利技术属性】
技术研发人员:宗思光陈报张峰段子科杨劭鹏曹静梁善勇
申请(专利权)人:中国人民解放军海军工程大学
类型:发明
国别省市:

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