调频连续波激光与无线电复合探测技术的研究

2018-11-12曾御林

数字通信世界 2018年10期

曾御林，刘敏

（中国兵器装备集团（成都）火控技术中心，成都 610000）

在当前的背景下，调频连续波激光不断创新发展，促使其可以利用自身的性质，通过发射对相关的探测目标进行探测，同时保证其具有良好的抗干扰性，被广泛的应用。但在实际的应用过程中，调频连续波激光受自身的波长性质影响，其容易受到当前的外界环境影响，进而对其检测结果产生影响，尤其是对于云雾、雨雪等恶劣的天气来说，其影响更大。

1 调频连续波测距基本原理分析

对于调频连续波来说，受其自身的性质影响，其常见的调试方式主要有两种，一种是三角波调制，另一种是锯齿波调制，在两种方法中，其存在较大的不同。例如，在调频连续波测距过程中，通常会受到多普勒频移的影响，进而影响其自身的精确测量度，而灵活应用当前的三角波调制方式，可以灵活应用当前的两个相邻半周期平均差频频率消除其产生的负面影响，因此，灵活应用当前的调频连续波激光与无线电复合探测技术采用三角波方式进行测距，进而满足实际的需求[1]。ft（t）为发射信号瞬时频率，fr（t）为回波信号瞬时频率，f0为起始频率，ΔF为调制频偏，fi+为上升半周期的差频频率，fi-为下降半周期的差频频率，T为调制周期，τ为发射信号从引信到目标的往返时间。其公式为fr（t）=f0+（df（t）/dt）t。下表是当前的三角波调频时间频率曲线，如图1所示。

图1 三角波调频时间频率曲线

2 无线电复合测距原理分析

在实际的探测过程中，受其自身的性质影响，采用无线电探测和激光探测通道时，由于二者的性质存在差别，其自身测量的距离信息精确度也存在明显的不同。相对来说，激光探测通道的探测精度高于当前的无线电探测通道的精确度，同时，结合其实际，可以有效的通过当前的无线电探测通道自身的探测距离显现出激光探测通道所探测的距离，进而对其进行有效的判断，从根本上提升其激光探测技术的抗干扰能力，例如，云雾、雨雪等。例如，以实际的案例为例，将探测的距离目标距离设为L，并将激光探测通道探测的距离设为L1，无线电探测通道探测的距离设为L2，并当前的激光探测通道探测的精确度为X1，无线电探测通道的测量精确度为X2，由此可知：

基于上述，可以获得激光探测通道自身的精确度大于无线探测通道的精确度，即X1＜X2，经过不断的转换，可以得出：

激光探测通道与当前的无线电探测通道之间的距离差值应满足当前通道的精确度确定的通道区间，并且当激光探测通道在探测过程中，受到外界环境的影响时，其自身的性能降低，进而导致其与无线电探测通道的距离差超出其实际的范围，因此，此时其实际的探测距离以无线电探测距离为准，反之则相反。

3 激光天线无线电复合探测系统分析

3.1 系统的构成

现阶段，引信系统自身包含的内容较多，范围较广，例如，其主要由当前的无线电收发模块、激光收发模块以及相关的数字信号处理模块构成，在实际的运行过程中，通过相互配合，发挥出自身的作用。满足当前的需求。对于其激光部分来说，其主要是由当前的激光接收与激光发射两部分单元组成，并且继续进行划分，其发射单元包含的内容有激光器激励电源、控制电路、激光发射光学系统以及直接数字式频率合成器组成，而对于其接收单元来说，受其自身的性质影响，对各部分要求性能较高，对于其灵敏度、信号宽带宽度以及信号强度等要求较高，因此，其组成主要包括光电探测器、光学接收器、自动增益器、混频器、放大器以及带通滤波器等，通过各部分的协调配合，发挥出自身的作用[2]。

3.2 激光收发模块

对于当前的激光探测器发射单元来说，其自身的强度受当前的线性调频信号调制，并且其自身的线性调频信号主要是由当前的控制接口产生，并将其中一路进行输送，进而实现激光载波的强度控制，将其发射到空间中，同时将另一路进行输送，送入到接收单元的混频器，并将其作为本振信号，满足实际的需求。例如，以当前的芯片为例，其主要是利用当前的FPGA进行合理的初始化控制与配置，产生三角波调制的线性调频信号，并利用外部的频率进行调控。当目标发射回来后，其微弱的激光回波信号将被其光学接收系统进行接收，同时在接收过程中将其汇聚在光探测器中，将汇聚的信号进行合理的转换，将其由原本的光信号转换为当前的电信号，经过当前的带通滤波器进行放大，经过与本振信号的混频。最终生成符合实际要求的目标信号中频信号，满足实际的需求。