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FPGA脉冲激光探测高速采样电路研究

时间:2019-11-29 19:50来源:毕业论文
基于FPGA的激光探测电路硬件设计中,本设计设计并实现了一套包括FPGA、激光器、探测器、AD 模数转换器等的电路硬件系统,并在其之上实现了匹配滤波等数据处理算法

摘要本设计针对脉冲激光探测高速电路完成了基于 Matlab 的系统仿真和基于 FPGA 的激光探测高速电路硬件系统,使用硬件描述语言在其上完成了与激光探测有关的数据处理算法。在基于 Matlab的激光探测系统仿真中,本设计构建了包含目标模型、平台模型、激光源模型、传播和反射模型、接收机模型、信号和图像处理模型以及目标特征提取模型等子模型的整个激光探测系统的模型。在信号和图像处理模型中,本设计使用并分析和对比了恒比鉴别法和匹配滤波法这两种数据处理方法。在基于 FPGA的激光探测电路硬件设计中,本设计设计并实现了一套包括FPGA、激光器、探测器、AD 模数转换器等的电路硬件系统,并在其之上实现了匹配滤波等数据处理算法。42237
毕业论文关键词 激光探测 系统仿真 FPGA 硬件算法
Title Research on High Speed Sampling Circuitfor The Pulse Laser DetectionAbstractThe design for the pulse laser detecting high speed circuit completed thesimulation system based on Matlab and the circuit system based on FPGA,and finishedthe data processing algorithms about laser detection by hardware descriptionlanguage. In the laser detection simulation system based on Matlab ,the designconstructs the sub models of the whole system model which contain the targetmodel,platform model,laser source model, dissemination and reflection model,receiver model, signal and image processing model and the target feature extractionmodel and so on.In the signal and image processing model,the two methods of dataprocessing are analyzed and compared.In the laser detection circuit system basedon FPGA, some hardware circuits such as FPGA,the laser,the detector,the ADconverter and so on were designed.And the matching filter data processing algorithmwas realized based on the circuit system.
Keywords Laser Simulation FPGA Circuit

目次

1绪论.1

1.1引言1

1.2国外发展现状..1

1.3我国激光探测发展现状.3

1.4本设计的研究内容及结构安排.5

2激光探测原理7

2.1引言7

2.2激光探测原理及组成..7

2.3激光探测的噪声分析和背景光分析10

2.4激光探测回波信号处理..11

3软件算法仿真.14

3.1模块描述..14

3.2信号处理和脉冲检测16

4硬件电路设计.23

4.1总体硬件电路23

4.2激光回波光电探测.24

4.3半导体激光器25

4.4硬件平台Basys3——xc7a35tcpg236-126

4.5模数转换器AD946727

5硬件算法设计.30

5.1设计平台Vivado.30

5.2匹配滤波器的实现.35

结论.42

致谢.43

参考文献44
1 绪论1.1 引言激光探测制导是一种操纵激光发射机发射激光光束照射探测对象,接收机接收照射对象漫反射的回波激光光束,通过光电转换及信号处理,获取探测目标具体位置,进而不断修正飞行轨迹,直至准确命中探测目标的一种先进制导方式。激光引信技术是一项综合性技术,涉及无线电、微电子、光电子、计算机、光学激光及精密机械技术领域[1]。具体有激光测距技术、激光发射技术、小信号检测技术、编码技术、信息统计与快速处理技术、抗干扰技术、数据高速通讯技术、电磁兼容技术、精密光学设计技术、安全性和可靠性设计技术等[1]。激光制导技术赋予了现代武器精确打击能力,往往能够在战争中发挥举足轻重的作用[2]。导弹常用的近炸引信有无线电引信、红外引信和激光引信等[3]。无线电引信依靠的电磁波容易被敌方发现,保密性和抗干扰能力较差,定位精度也低,影响最佳炸高或炸点的精确控制。红外引信由于其依赖红外辐射工作,容易受到其它强红外辐射源(如太阳)的干扰而早炸、误炸。这两种引信的缺点正是激光引信的优点。激光极好的单色性和方向性使得激光引信保密性好且抗干扰能力强,引信的定位精度也大大提高,同时激光的高亮度又可提高引信的灵敏度[4]。 FPGA脉冲激光探测高速采样电路研究:http://www.lwfree.com/tongxin/lunwen_42602.html

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