高精度激光測距雷達系統(tǒng)硬件設(shè)計.pdf

1、激光雷達自1961年被提出，在過去的50多年已有長足的發(fā)展，其中線性調(diào)頻連續(xù)波激光雷達（LFMCW Ladar）的研究是其中的一個重要方向，廣泛運用于環(huán)境遙感、大氣監(jiān)測、精密測距等。
　　本課題針對線性調(diào)頻連續(xù)波激光雷達高精度測距，特別是寬帶線性調(diào)頻激光的產(chǎn)生和接收進行了研究，設(shè)計了適用于分布反饋（DFB）半導(dǎo)體激光器的線性調(diào)頻激光產(chǎn)生和接收系統(tǒng)，該研究成果是激光雷達三維成像和合成孔徑激光雷達（Synthetic Aperture

2、 Ladar，SAL）等技術(shù)的基礎(chǔ)。本論文完成的工作包括以下幾個部分：
　　1.介紹了激光雷達的發(fā)展，線性調(diào)頻激光實現(xiàn)測距的基本原理和本系統(tǒng)基于DFB激光器設(shè)計的實現(xiàn)激光線性調(diào)頻的方法較傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢和難點。
　　2.設(shè)計了一種帶光電反饋補償?shù)?DFB激光器驅(qū)動模塊。包括了系統(tǒng)的時鐘設(shè)計；FPGA+DAC的預(yù)置路驅(qū)動電壓設(shè)計；光電反饋環(huán)路，反饋環(huán)路低通濾波設(shè)計；FPGA+DDS的鑒相器參考頻率設(shè)計；電壓信號轉(zhuǎn)電流信號方案設(shè)計

3、。
　　3.設(shè)計了線性調(diào)頻激光信號的相干平衡接收電路，系統(tǒng)的激光信號接收電路有兩種方案，一種用于光電反饋補償路的激光信號接收，另一種用于測距路激光回波信號接收，這兩部分的激光功率和差頻信號帶寬不同，本系統(tǒng)設(shè)計了兩種不同的光電流信號轉(zhuǎn)電壓方案以滿足系統(tǒng)高信噪比要求。
　　4.針對系統(tǒng)硬件低噪聲要求進行板卡設(shè)計和關(guān)鍵信號線處理工作。
　　5.使用MATLAB對光電反饋結(jié)果進行深入分析，獲取DFB激光器的電流調(diào)諧特性，針對性