基于阿达玛(Hadamard)变换的激光告警机信噪比增强技术研究

摘要

为了对付战场上激光测距机目标识别器日益严重的威胁，发展激光告警技术迫在眉睫。目前激光告警系统普遍存在信噪比低、虚警率高等问题，从强背景光中提取微弱的来袭激光信号非常困难。将阿达玛变换用于激光告警接收机时，可以有效地提高系统信噪比。当应用于Sn循环矩阵时，其信噪比提高倍数达到n+1/2√n。 论文从阿达玛变换原理出发，分别阐述了液晶空间光调制器和面阵CMOS做编码模板实现信噪比增强技术，详细描述了编码模板的设计，对两种方法实现阿达玛变换分别作了具体的实验研究和数据采集。研究结果表明两种方法都可以在一定程度上实现阿达玛变换，但又各有不足。首先，用液晶空间光调制器做模板可以较好地实现实时解码计算，当信号输入后几秒钟就可以读到实验结果。但信噪比提高倍数与理论计算值出入较大，文中列举了几点原因并作了较详尽的分析。其二，用面阵CMOS代替光调制器充当一个虚拟的用于数据处理的阿达玛编码模板，试验表明其效果很好，与信噪比提高倍数的理论值只有16％的误差，且成本低。但其缺点在于运算量较大，耗时约是前一方法的五倍，实时应用性有待提高。文中也对后一方法做出了详细的误差分析，并给出了解决误差和改进实验的一些建议和方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1选题的背景、研究目的及意义

1.2阿达玛变换技术综述

1.2.1阿达玛变换编码模板的发展现状

1.2.2阿达玛变换技术的应用

本章小结

2基于阿达玛变换原理的信噪比增强理论

2.1阿达玛变换原理

2.2阿达玛变换的光学应用

本章小结

3用阿达玛变换提高激光告警系统信噪比的方案设计

3.1阿达玛变换应用于激光光谱探测的理论分析

3.1.1研究内容和主要技术指标

3.1.2激光光谱探测理论分析

3.2阿达玛变换应用于激光光谱探测的方案设计

3.2.1光栅及柱面镜的选择

3.2.2编码矩阵设计

3.3实验的仿真设计和结果

本章小结

4液晶空间光调制器做阿达玛模板的设计与实现

4.1液晶空间光调制器工作原理及性能测试

4.2液晶空间光调制器做阿达玛变换的设计与实现

4.2.1实验原理论述

4.2.2模板的构成

4.2.3数据的采集及实验问题分析

本章小结

5面阵CMOS做编码模板的设计与实现

5.1用面阵CMOS实现阿达玛变换系统原理图

5.2系统的软件设计

5.2.1软件程序的总体设计

5.2.2各个模块具体功能的描述

5.3实际采集实验及结果

5.4误差分析及改进办法

5.5液晶空间光调制器与面阵CMOS做虚拟阿达玛模板两者之间的几点比较

本章小结

6结论与展望

6.1本课题完成的工作

6.2存在的问题及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果

致谢