Preview

Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника

Расширенный поиск

Приемное устройство прецизионного импульсного лазерного дальномера

https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-73-81

Полный текст:

Аннотация

Введение. В настоящее время наибольшей точностью оценки дальности обладают лазерные дальномеры, использующие фазовые методы измерения, оценивающие дальности с точностью до единиц миллиметров. Однако эти методы пригодны для оценки дальности только до малоподвижных объектов и неработоспособны в условиях быстро изменяющейся фоноцелевой обстановки. В этой связи необходима разработка и расчет характеристик приемных частей прецизионного импульсного лазерного дальномера, использующего созданные лазерные источники излучения с длительностью зондирующих импульсов в единицы наносекунд. Такой дальномер позволит добиться высокой точности оценки дальности, приближающейся по точности к параметрам фазовых дальномеров, для высоко динамичной фоноцелевой обстановки.

Цель работы. Разработка приемной части импульсного лазерного дальномера с прецизионными характеристиками; определение точности его измерений; описание его аппаратного обеспечения.

Материалы и методы. Рассмотрено построение приемной части прецизионного импульсного лазерного дальномера с двухшкальной цифровой системой оценки дальности, реализуемой подсчетом импульсов тактового генератора и аналоговым интегратором, уточняющим дискретную оценку дальности. С использованием аппарата математической статистики определены энергетические характеристики дальномера: точность оценки дальности и вероятность ложной тревоги, обеспечиваемые разработанной схемой. Описано аппаратное обеспечение прецизионного лазерного дальномера.

Результаты. Приведены принципы реализации приемной части лазерного дальномера с двухшкальной цифровой системой оценки дальности до объекта. Получены результаты численного моделирования характеристик дальномера, подтверждающие точность оценки дальности порядка миллиметров. В реализованной схеме дальномера вероятность ложной тревоги составила −4 10 при наблюдении реализации смеси сигнала с шумом в продолжении 200 с. Предложено аппаратное обеспечение прецизионного лазерного дальномера с цифровой двухшкальной оценкой дальности.

Заключение. Реализованный лазерный дальномер по потенциальной точности оценки дальности до объекта порядка миллиметров приближается к возможностям фазовых лазерных дальномеров, при этом реализует указанный параметр в условиях быстро изменяющейся фоноцелевой обстановки. Использование коротких зондирующих импульсов длительностью в 10...20 нс позволяет добиться разрешающей способности до 1.5 м. В отличие от фазовых дальномеров дальность может быть оценена по одному зондирующему импульсу.

Об авторах

В. А. Головков
АО Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения
Россия

Головков Владимир Алексеевич – кандидат технических наук (1982), доцент (2009). Старший научный сотрудник

Автор 70 научных работ. Сфера научных интересов – обработка сигналов оптико-электронных устройств. 



Н. И. Потапова
АО Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения
Россия

Потапова Нина Ивановна – кандидат технических наук (1994). Начальник отдела – начальник лаборатории 

Автор 56 научных работ. Сфера научных интересов – оптика и лазерная техника. 



П. Н. Руденко
АО Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения
Россия

Руденко Петр Николаевич – дипломированный специалист по специальности "Оптические и оптикоэлектронные системы" (1988, Ленинградский институт точной механики и оптики). Начальник отдела 

Автор двух научных публикаций. Сфера научных интересов – разработка и испытания оптико-электронных приборов.



Б. Г. Страдов
АО Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения
Россия

Страдов Борис Георгиевич – дипломированный специалист по специальности "Оптические и оптикоэлектронные системы" (1990, Ленинградский институт точной механики и оптики). Начальник сектора

Автор двух научных публикаций. Сфера научных интересов – разработка и испытания оптико-электронных приборов. 



С. В. Телятников
АО Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения
Россия

Телятников Станислав Викторович – дипломированный специалист по специальности "Промышленная и медицинская электроника" (1986, Томский Политехнический институт). Ведущий инженер

Сфера научных интересов – разработка электронных приборов и систем для средств автоматизации и измерений. 



Список литературы

1. Основы импульсной лазерной локации / В. И. Козинцев, М. Л. Белов, В. М. Орлов, В. А. Городничев, Б. В. Стрелков; под ред. В. Н. Рождествена. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. 512 с.

2. Крюков П.Г. Лазеры ультракоротких импульсов // Квантовая электроника. 2001. Т. 31, №2. С.95–119.

3. Ишанин Г. Г., Челибанов В. П. Приемники оптического излучения; под ред. проф. В. В. Коротаева. СПб.: Лань, 2014. 304 с.

4. Лебедько Е. Г. Системы импульсной оптической локации. СПб.: Лань, 2014. 368 с.

5. Прецизионный кварцевый генератор ГК200-ТС. URL: http://www.allcomponents.ru/html/morion/ gk200ts.html (дата обращения 31.03.2020)

6. Тарасов В. В., Якушенков Ю. Г. Инфракрасные системы "смотрящего" типа. М.: Логос, 2004. 444 с.

7. Потапова Н. И. Объективы на основе базовых линз с асферическими поверхностями // Оптический журнал. 2012. Т. 79, № 12. С.41–45.

8. Потапова Н. И., Стариков А. Д., Цветков А. Д. Светосильный зеркально-линзовый объектив для инфракрасного диапазона // Оптический журнал. 2003. Т. 70, № 4. С. 76–81.

9. C30659-1060-3A Datasheet. URL: http://kazus.ru/datasheets/pdf-data/2560791/PERKINELMER/C30659-1060- 3A.html (дата обращения 31.03.2020)

10. Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. 2-е изд. М.: Радио и связь, 1982. 624 с.

11. Бакулев П. А. Радиолокационные системы. М.: Радиотехника, 2004. 320 с.

12. Optical Properties of the Atmospere / R. A. McClachey, R. W. Fenn, J. E. A. Selby, J. S. Garing, F. E. Volz. Air Force Cambridge Research Laboratories. United States Air Force, 1970. Optical Physics Laboratory Project 7670.

13. Балашов И. Ф. Энергетическая оценка импульсных лазерных дальномеров. СПб.: ГИТМО(ТУ), 1999. 22 с.

14. Потапова Н. И. Методика расчета эффективной площади рассеяния диффузно отражающих объектов сложной формы // Оптический журнал. 2014. Т. 81, № 9. С.28–34.

15. Фомин В. Н., Никитин В. М., Коломийцев Е. Г. Оптико-электронные астрофизические наблюдения в условиях помех. М.: МГУ, 2012. 198 с.

16. Дементьев В. Е. Рефракция в турбулентной атмосфере. М.: Галлея-Принт. 2011. 398 с.

17. Effect of Atmospheric Turbulence on Laser Radar / C. Xiping, D. Li, L. Jianbo, L. Libao, Z. Kexiang // Third Intern. Asia-Pacific Environmental Remote Sensing Remote Sensing of the Atmosphere, Ocean, Environment, and Space. 23–27 oct. 2002, Hangzhou, China. Proc. of SPIE. Vol.4893. Lidar Remote Sensing for Industry and Environment Monitoring III. 2003. P. 362–367. https://doi.org/10.1117/12.466082

18. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. 2-е изд. М.: Энергия, 1972. 456 с.

19. Маркович И. И. Цифровая обработка сигналов в системах и устройствах. Ростов н/Д: Изд-во Южн. федерального ун–та, 2012. 234 с.


Для цитирования:


Головков В.А., Потапова Н.И., Руденко П.Н., Страдов Б.Г., Телятников С.В. Приемное устройство прецизионного импульсного лазерного дальномера. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2020;23(2):73-81. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-73-81

For citation:


Golovkov V.A., Potapova N.I., Rudenko P.N., Stradov B.G., Teliatnikov S.V. Receiving Unit of a Precision Pulsed Laser Range Finder. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2020;23(2):73-81. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-73-81

Просмотров: 83


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)