【正文】 KrIERIEEE????????????????roi— 第 I級放大器的輸出電阻； Eni— 第 I級放大器等效噪聲電壓； Ki— 第 I級增益；Ini— 第 I級放大器的等效噪聲電流； Ens— 信號(hào)源等效噪聲電壓。 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 主放大器需滿足 高增益 和 寬帶頻 。對于距離分檔可調(diào)時(shí)，裝定距離的同時(shí)裝定增益使每個(gè)距離檔對應(yīng)一個(gè)增益檔。 調(diào)整延時(shí)參數(shù)實(shí)現(xiàn)作用距離裝定并補(bǔ)償系統(tǒng)各元器件延時(shí)容差。 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 ② 降低了虛警率，提高了效率。 脈 沖 調(diào) 制 器延 遲 器鑒 相 器點(diǎn) 火 電 路激 光 器放 大 器 光 敏 管發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)接收光學(xué)系統(tǒng)目標(biāo) 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 組成 ? 脈沖鑒相器 當(dāng) 回波脈沖與參考脈沖重合 時(shí)即目標(biāo)作用距離，或 回波脈沖超前參考脈沖 即小于目標(biāo)距離。 注 ：在較近距離時(shí)為避免空中懸浮粒子向后散射造成系統(tǒng)虛警，則采用 雙鑒相電路 。 ② 作用距離現(xiàn)場裝定。 設(shè)光在大氣中的傳播速度均勻，測定到目標(biāo)間距離 r 為 : 原理 ctr 21? c— 光速 ， t — 脈沖飛行時(shí)間 當(dāng)測距精度為： )(21 cttcr ?????中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 組成 脈沖式激光測距機(jī)是通過時(shí)間的直接測量而測距的，即用脈沖光波，當(dāng)發(fā)射的光脈沖被遠(yuǎn)處目標(biāo)反射回來后，通過一個(gè)測量時(shí)間的裝置直接測出激光往返的時(shí)間 t，進(jìn)而求出距離 D。 脈沖激光測距機(jī)系統(tǒng)組成 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 測距時(shí)，激光脈沖射向目標(biāo)，在同一瞬間由光電二極管取出一小部分光脈沖信號(hào)送入接收系統(tǒng)的門電路，把 “門”打開 ，使 時(shí)標(biāo)振蕩器輸出的時(shí)標(biāo)脈沖通過“門”進(jìn)入計(jì)數(shù)顯示系統(tǒng)記錄下來 。 相位式激光測距機(jī)原理 組成 相位式激光測距機(jī)是對時(shí)間的間接測量，即 用連續(xù)光波通過一個(gè)調(diào)制器讓激光強(qiáng)度按調(diào)制信號(hào)隨時(shí)間而變 ， 測出該光波在時(shí)間 t內(nèi)的位相變化從而計(jì)算出時(shí)間 t。 回波信號(hào)經(jīng)物鏡接收后送到光電探測器，經(jīng)鑒相器比較返回光束和發(fā)射光束之間的相位，從而求出相差： 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 ftNN ??? 2)(2 ????N— 整數(shù)周期的數(shù)目； ΔN— 周期的小數(shù)； f — 調(diào)制頻率。 激 光 器 調(diào) 制 器 發(fā) 射 系 統(tǒng)接 收 系 統(tǒng)鑒 相 器顯 示目標(biāo)相位式激光測距機(jī)系統(tǒng)組成 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 注 ：在鑒相器只能測出 小數(shù)周期 ， 還未能測出整數(shù)相位數(shù) N，為此在測距機(jī)設(shè)置幾種不同的 測尺頻率進(jìn)行分段測量 。 第五章 激光探測技術(shù) 激光雷達(dá)簡介 分類 按功能分 按測量參數(shù)分 有回波強(qiáng)度測量、目標(biāo)距離測量、目標(biāo)速度測量、目標(biāo)角位置測量、吸收或散射光譜測量 按激光發(fā)射波形調(diào)制技術(shù)分 有脈沖、連續(xù)、調(diào)幅、調(diào)頻、混合式 按回波信號(hào)探測方法分 有直接探測和相干探測 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 激光雷達(dá) 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 外差激光雷達(dá)原理 激 光 發(fā) 射 機(jī) 光 學(xué) 調(diào) 制 器發(fā) 射 / 接 收隔 離 器擴(kuò) 束 光 線 系統(tǒng)掃 描 光 學(xué) 系統(tǒng)目 標(biāo)本 地 振 蕩 激光 器成 像 光 學(xué) 系統(tǒng)光 檢 測 器匹 配 濾 波（ 高 通 ）信 號(hào) 處 理數(shù) 據(jù) 處 理 與輸 出光 學(xué) 混 頻 器外差激光雷達(dá)系統(tǒng)組成 ? 激光發(fā)射機(jī)發(fā)射出 單頻穩(wěn)頻激光束 ，經(jīng)整形光學(xué)元件使其光束發(fā)散角和光束直徑與激光雷達(dá)其它部分匹配。 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 ? 發(fā)射激光束經(jīng)擴(kuò)束和掃描光學(xué)系統(tǒng)射向目標(biāo)，由目標(biāo)反射回來的激光信號(hào)反向經(jīng)過掃描器和擴(kuò)束器后，在收 /發(fā)隔離器內(nèi)與發(fā)射光路分開并到達(dá)光學(xué)混頻器。最后將獲得的差頻電信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理器及數(shù)據(jù)處理輸出。 注 ：其中前兩項(xiàng) 直流信號(hào) 通過高通濾波器后 被清除 ，最后只剩下差頻信號(hào)。 激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)測量 激光測速 方法一：對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)測距，由距離隨時(shí)間的變化率計(jì)算出目標(biāo)的速度。目標(biāo)多普勒頻移量為： 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 頻移量 與 激光波長 成 反比 ，因此激光產(chǎn)生的頻移量比無線電雷達(dá)大許多倍，目標(biāo)速度測量精度比無線電雷達(dá)高許多。目標(biāo)被激光照射后產(chǎn)生回波信號(hào)成像，由于每個(gè)象限元參數(shù)相同且彼此絕緣，所以 每個(gè)象限元接收回波光能量不同 ，每個(gè)象限信號(hào)大小不同。當(dāng)四個(gè)象限元的 信號(hào)強(qiáng)度相等 時(shí)所對準(zhǔn)的角度就是目標(biāo) 準(zhǔn)確的空間角度 。 方法二：速度角分率掃描成像；探測并區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)與地物背景，用于飛機(jī)或?qū)椀匦纹ヅ涓櫤驼系K回避。把測得的信號(hào)頻譜經(jīng)變換處理與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中各個(gè)目標(biāo)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，自動(dòng)判斷結(jié)果。 包括太陽的直射或經(jīng)地物漫反射的雜散光，在中紅外波段主要是來自背景的自熱輻射。 熱噪聲； 任何電阻材料都有熱噪聲，與工作溫度成正比。采用雙鑒相電路等。這個(gè)輻射的磁場起 B⊥ 的作用。 ? 探測器 用于探測從振蕩器中吸收的能量。這電流就向樣品發(fā)射同頻率的電磁波，其 頻率大致與外磁場 對應(yīng)的頻率相等 。 當(dāng)電磁波頻率正好等于共振頻率時(shí) ，射頻振蕩器的輸出就 出現(xiàn)一個(gè)吸收峰 ，它可以從示波器上看出，同時(shí)由頻率計(jì)數(shù)器讀出此共振頻率 。由此可見，只要測出共振峰在示波器中心位置時(shí)的射頻振蕩器的頻率，在根據(jù) 便可計(jì)算出被測磁場值。 ? 超導(dǎo)體：具有超導(dǎo)電性的物體。 中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 超導(dǎo)效應(yīng)法測量磁場 ? 完全逆磁性（邁斯納效應(yīng)） 超導(dǎo)體不管在有無外磁場存在情況下，一旦 進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài) ，其 內(nèi)部磁場均為零 ，即磁場不能進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部而具有排磁性，亦稱之為 邁斯納效應(yīng) 。