哈工大激光雷达课件一-激光雷达基本知识

哈工大激光雷达课件一——激光雷达基本知识激光雷达技术(1)只、应用前景发概况哈尔滨工业大学航天学院王春晖绪论基本知识、应用前景、发展概况2.激光雷达基本理论雷达方程、探测方式、传输特性、天线特性等激光成像雷达课程主要内容工作原理、设计方法、典型举例激光测风雷达工作原理、设计方法、典型举例5.激光差分吸收雷达工作原理、设计方法、典型举例6.信号处理方法微弱信号检测、数字化处理与算法7.数据处理方法数据反演、显示1.学时安排:20,1~5周、基本知识1.激光雷达的概念及内涵雷达”(RADAR-RadiodetectionAndRanging)。传统的雷达是以微波和亳米浪作为载波的雷达,大约出现1935年左右。基本知识最早公开报道提出激光雷达的概念是:1967年美国国际电话和电报公司提出的,主要用于航天飞行器交会对接,并研制出原理样机;1978年美国国家航天局马歇尔航天中心研制成CO2相干激光雷达激光雷达(LADAR-LaserdetectionandRanging)是以激光作为载波的雷达,以光电探测器为接收器件,以光学望远镜为■早期,人们还叫过光雷达LIDAR-LighDetectionAndRanging),这里所谓的光实际上是指激光。现在,普遍采用LADAR这个术语,以区别于原始而低级的LIDAR基本知识以后世界上陆续提出并实现:激光多普勒雷达、激光测风雷达、激光成像雷达、激光差分吸收雷达、拉曼散射激光雷达、微脉冲激光雷达、激光合成孔径雷达激光相控阵雷达等。2.激光雷达与微波雷达的异同激光雷达是以激光器为辐射源的雷达,它是在微波雷达技术基础上发展起来的,两者在工作原理和结构上有许多相似之处工作频率由无线电频段改变成了光频段基本知识雷达具体结构、目标和背景特性上发生了变化。微波天线由光学望远镜代替;接收通道中微波雷达可以直接用射频器件对接收信号进行放大、混频和检浪等处理,激光雷达则必须用光电探测器将光频信号转换成电信号后进行处理信号处理,激光雷达基本上沿用了微波雷达中的成熟技术。表1-1各种频段雷达综合性能的宏观比较微波雷达米波雷达激光雷达跟踪测精度作用距离目标搜索和捕获能力基本知识目标识别能力全天候工作能力抗电子干扰能力下上上下上下下中中中中中中中中上下下上下上上上抗反辐射导弹能力隐身目标能力低仰角跟踪能力低截获概率能力目标探测和跟踪能力下上上中中中下技术成熟程度3.激光雷达的优点工作频率非常高,较微浪高3~4个数量级。激光作为雷达辐射源探测运动目标时多普勒频率非常高,因而速度分辨率极高工作频率处于电子干抗频谱和微波隐身有效基本知识频率之外,有利于对抗电子干扰和反隐身。有效的绝对带宽很宽,能产生极窄的脉冲纳秒至飞秒量级),以实现高精度〔可达厘米量级)测距。能量高度集中用很小的准直孔径(10cm左右)即可获得很高的天线增益和极窄的波束(Imrad左右),而且无旁瓣,因而可实现高精度测角(优于0.Imrad)单站症位、低仰角跟踪和高分辨率三维成像,且不易被敌方截获,自身隐蔽性强基本知识单色性和相干性好。气体激光器的谱线宽度可达103-104m,而且频率稳定度能做得很高,可实现高灵敏度外差接收4.激光雷达的基本构成激光器激光器是激光雷达的核心器件。激光器种类很多,性能各异,究竟选择哪种激光器作为雷达辐射源,往往要对各种因素加以基本知识综合考虑,其中包括:浪长、大气传输特性、功率、信号形式、功率要求、平台限制(体积、重量和功耗)、对人眼安全程度、可靠性、成本和技术成熟程度等。从目前实际应用来看,Nd:YAG固体激光器、CO2气体激光器和GaAlAs半导体二极管激光器、光纤激光器等最具有代表性31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔

32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德