Метод статистической обработки сигналов в фотоприемном устройстве лазерного дальномера

Евгений [Evgeniy] Александрович [A.] Борисов [Borisov]; Алексей [Aleksey] Сергеевич [S.] Жабин [Zhabin]

doi:10.24160/1993-6982-2018-5-146-151

Евгений [Evgeniy] Александрович [A.] Борисов [Borisov]
Алексей [Aleksey] Сергеевич [S.] Жабин [Zhabin]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2018-5-146-151

Ключевые слова: отношение сигнал/шум, метод статистической обработки сигналов, фотоприемное устройство

Аннотация

Рассмотрены существующее и перспективное решения для определения параметров воздушной цели (расстояние и скорость) с помощью лазерного локатора, реализованные в фотоприемных устройствах, находящихся в составе оптико-локационных станций, устанавливаемых на борту военных самолетов. Приведена функциональная схема оптического приемника и поясняется принцип его действия. Представлены экспериментальные исследования шумов в оптическом приемнике и аппроксимация его закона распределения. Подробно проанализирован алгоритм статистической обработки сигналов, состоящий из двух этапов: локализации местоположения цели и уточнения ее параметров по накопленным массивам данных о принимаемых смесях сигнал/шум. Данный алгоритм заложен в программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), интегрированную в схему фотоприемного устройства. Даны результаты моделирования предложенного алгоритма, из которых сделан вывод о выигрыше от его использования по сравнению с применяющимся в настоящее время способом определения расстояния до цели.

Сведения об авторах

Евгений [Evgeniy] Александрович [A.] Борисов [Borisov]

Место работы

кафедра Формирования и обработки радиосигналов НИУ «МЭИ»; АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»

Должность

аспирант, инженер-исследователь

Алексей [Aleksey] Сергеевич [S.] Жабин [Zhabin]

Учёная степень:

кандидат технических наук

Место работы

кафедра Формирования и обработки радиосигналов НИУ «МЭИ»; АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»

Должность

доцент; начальник отдела

Литература

1. Владимиров В.М., Границкий Л.В., Лапухин Е.Г. Оптическая составляющая спутникового лазерного дальномера для многоцветной дальнометрии // Вестник СибГАУ. 2017. Т. 18. № 1. С. 195—204.

2. Антонов А. Сканирующие лазерные дальномеры (LIDAR) // Современная электроника. 2016. № 1. С. 10—15.

3. Васильев В.П. Современное состояние высокоточной лазерной дальнометрии // УФН. 2018. Т. 188. № 7. С. 790—797.

4. Морозов, М.А., Муравьев А.В. Современная лазерная дальнометрия // Новые направления развития приборостроения: Материалы IX Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых и студентов. Минск: Белорусский национ. техн. ун-т, 2016. Т. 2. С. 38.

5. Васильев В.П., Шаргородский В.Д. Современное состояние высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии в России // Фотоника. 2017. № 6 (66). С. 74—85.

6. Честнов И.Ю., Аракелян С.М. Перспективные лазерные технологии. Методические указания для самостоятельной работы студентов. Владимир: ВлГУ, 2014.

7. Шаргородский В.Д. и др. Роль лазерных средств в обеспечении точности системы ГЛОНАСС // Исследования наукограда. 2013. № 3—4. С. 17—27.

8. Technical information SD-28. Characteristics and use of Si APD (Avalanche photodiode). Hamamatsu Photonics K.K., Solid State Division, 2004.

9. User's Guide. Avalanche Photodiodes. Fremont: Perkin Elmer Inc, 2003.
---
Для цитирования: Борисов Е.А., Жабин А.С. Метод статистической обработки сигналов в фотоприемном устройстве лазерного дальномера // Вестник МЭИ. 2018. № 5. С. 146—151. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-146-151.
#
1. Vladimirov V.M., Granitskiy L.V., Lapukhin E.G. Opticheskaya Sostavlyayushchaya Sputnikovogo Lazernogo Dal'nomeradlya Mnogotsvetnoy Dal'nometrii. Vestnik SibGAU. 2017;18;1:195—204. (in Russian).

2. Antonov A. Skaniruyushchie Lazernye Dal'nomery (LIDAR). Sovremennaya Elektronika. 2016;1:10—15. (in Russian).

3. Vasil'ev V.P. Sovremennoe Sostoyanie Vysokotochnoy Lazernoy Dal'nometrii. UFN. 2018;188;7:790—797. (in Russian).

4. Morozov, M.A., Murav'ev A.V. Sovremennaya Lazernaya Dal'nometriya. Novye Napravleniya Razvitiya Priborostroeniya: Materialy IX Mezhdunar. Nauch.-tekhn. Konf. Molodykh Uchenykh i Studentov. Minsk: Belorusskiy Natsion. Tekhn. Un-t, 2016;2:38. (in Russian).

5. Vasil'ev V.P., Shargorodskiy V.D. Sovremennoe Sostoyanie Vysokotochnoy Sputnikovoy Lazernoy Dal'nometrii v Rossii. Fotonika. 2017;6 (66):74—85. (in Russian).

6. Chestnov I.Yu., Arakelyan S.M. Perspektivnye Lazernye Tekhnologii. Metodicheskie Ukazaniya dlya Samostoyatel'noy Raboty Studentov. Vladimir: VlGU, 2014. (in Russian).

7. Shargorodskiy V.D. i dr. Rol' Lazernykh Sredstv v Obespechenii Tochnosti Sistemy GLONASS. Issledovaniya Naukograda. 2013;3—4:17—27. (in Russian).

8. Technical information SD-28. Characteristics and use of Si APD (Avalanche photodiode). Hamamatsu Photonics K.K., Solid State Division, 2004.

9. User's Guide. Avalanche Photodiodes. Fremont: Perkin Elmer Inc, 2003.
---
For citation: Borisov E.A., Zhabin A.S. Statistical Signal Processing Method in the Laser Rangefinder’s Photodetector. MPEI Vestnik. 2018;5:146—151. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-146-151.