Lidar de onda contínua com modulação de frequência e análise de ruído da cadeia de sinal de aquisição de dados

ZHAO Shuhua ,  

WANG Yubing ,  

ZHANG Mingshi ,  

QIN Li ,  

SONG Junfeng ,  

WANG Lijun ,  

摘要

No lidar de onda contínua com modulação de frequência, o módulo de aquisição analógico-digital do sinal de frequência intermediária é um componente chave. Parâmetros como relação sinal-ruído, relação sinal-interferência e faixa dinâmica sem interferências são indicadores importantes para medir as características alternativas da cadeia de sinal de aquisição, determinando diretamente o alcance de detecção e a precisão de medição do lidar de onda contínua com modulação de frequência. Foi projetado um módulo de aquisição de sinal de frequência intermediária para esse tipo de lidar, obtendo uma relação sinal-ruído de 49,13 dB e uma relação sinal-interferência de 48,90 dB; em seguida, foram estudadas as características de ruído, identificando a principal fonte de ruído do sistema como o ruído de fase do clock de amostragem, e com a introdução de um filtro digital, a relação sinal-ruído e a relação sinal-interferência aumentaram 11,38 dB e 11,32 dB, respectivamente, aumentando teoricamente o alcance de detecção do lidar em 3,7 vezes. O ruído pode ser reduzido usando um chip de clock profissional, sendo calculado que a relação sinal-ruído pode ser aumentada em 8,65 dB; por fim, foi construído um sistema lidar de onda contínua com matriz óptica controlada por fase, validando a eficácia do módulo de aquisição de dados, completando a detecção a 40 m, com erro máximo de medição de 7,7 cm e alcance máximo de detecção de 133,67 m.

关键词

Lidar; onda contínua com modulação de frequência; cadeia de sinal ADC; análise de ruído

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