亞皮秒級激光回波半實物仿真系統關鍵技術研究
2021年電子技術應用第6期
朱 敏1，吳 楠1，楊春玲1，陳海燕2，李 睿2
1.哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱150001；2.中國空空導彈研究院，河南 洛陽471009
摘要： 激光回波仿真系統能夠根據所模擬的目標生成高頻高精度模擬回波信號。提出一種激光回波仿真系統設計方案，系統中采用FPGA生成延時信號，可以對回波信號實現亞皮秒級的延時精度；對光纖通信協議進行了優化，用FPGA實現基于該協議的回波信號傳輸系統，擺脫了現有方案中對反射內存卡的依賴性，提升了數據的刷新頻率。仿真結果表明，所設計的仿真系統數據傳輸速度達到1.6 Gb/s，回波精度達到125 ps，距離分辨率達到0.05 m。為基于激光陣列的高精度激光制導半實物仿真系統的研制奠定了基礎。
中圖分類號： TN95
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201212
中文引用格式： 朱敏，吳楠，楊春玲，等. 亞皮秒級激光回波半實物仿真系統關鍵技術研究[J].電子技術應用，2021，47(6)：119-125，130.
英文引用格式： Zhu Min，Wu Nan，Yang Chunling，et al. Research on key technologies of sub-picosecond laser echo semi-physical simulation system[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：119-125，130.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201212
中文引用格式： 朱敏，吳楠，楊春玲，等. 亞皮秒級激光回波半實物仿真系統關鍵技術研究[J].電子技術應用，2021，47(6)：119-125，130.
英文引用格式： Zhu Min，Wu Nan，Yang Chunling，et al. Research on key technologies of sub-picosecond laser echo semi-physical simulation system[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：119-125，130.
Research on key technologies of sub-picosecond laser echo semi-physical simulation system
Zhu Min1，Wu Nan1，Yang Chunling1，Chen Haiyan2，Li Rui2
1.School of Electrical Engineering and Automation，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China； 2.China Air-borne Missile Academy，Luoyang 471009，China
Abstract： The laser echo simulation system can generate high-frequency and high-precision analog echo signals according to the simulated target. This paper presents a design scheme of a laser echo simulation system. The system uses FPGA to generate a delay signal, which can achieve a sub-picosecond delay accuracy for the echo signal. This paper optimizes the optical fiber communication protocol and uses FPGA to implement the echo signal transmission system, which has got rid of the dependence on the reflective memory card in the existing scheme, and has increased the data refresh frequency. The simulation results show that the data transmission speed of the simulation system designed in this paper reaches 1.6 Gb/s, the echo accuracy reaches 125 ps, and the distance resolution reaches 0.05 m. It laid the foundation for the development of high-precision laser guidance semi-physical simulation system based on laser array.
Key words : laser imaging guidance；FPGA；optical fiber communication；high accuracy delay；PLL
0 引言
近年來，激光雷達由于在分辨率、抗干擾能力、隱蔽性及遠距離探測能力等方面的優良性能，逐漸在各國軍事界引起關注[1]，應用范圍也得到了很大的擴展[2-5]。
在激光雷達成像制導的過程中，半實物仿真技術是快速獲取高精度目標表面數據的重要途徑。半實物仿真是指將真實物體通過激光雷達生成的真實圖像與誘餌彈等模擬物體通過仿真系統生成的模擬圖像經過分光鏡形成一個完整的激光圖像，為后續的制導過程提供基礎。半實物仿真的方式可以降低人力物力的消耗，提高效率，加快成像制導系統的開發進程，做到快速完整地測試其性能。而生成模擬圖像的部分即為本文重點研究的激光回波仿真系統。
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作者信息：
朱 敏1，吳 楠1，楊春玲1，陳海燕2，李 睿2
(1.哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱150001；2.中國空空導彈研究院，河南 洛陽471009)
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