脉冲激光引信微弱回波信号数字检测技术研究.pdf

第28卷第4期兵工学报Vol.28No.4
2007年4月ACTAARMAMENTARIIApr.2007

脉冲激光引信微弱回波信号数字检测技术研究

桑会平,邓甲昊,胡秀娟
(北京理工大学机电工程学院,北京100081)

摘要:回波检测是脉冲激光引信工作的关键环节之一。其基本的数字检测方法是对微弱脉冲
信号多点采样并求和后利用信号的相关性和噪声的非相关性来提高输出信噪比。在分析了多脉冲
积累特点的基础上,研究了单脉冲积累方法,提出了复合积累方法。探讨了诸积累方法的优缺点,
并进行了仿真,仿真结果与理论分析相吻合。最后给出了复合积累方法的原理框图和软件流程图。
关键词:信息处理技术;激光引信;激光脉冲;微弱信号检测;相干积累;数字信号处理
中图分类号:TJ43912文献标志码:A文章编号:100021093(2007)0420420205

StudyonDigitalDetectionTechniqueofWeakEcho
SignalsinPulseLaserFuzes

SANGHui2ping,DENGJia2hao,HUXiu2juan
(SchoolofMechatronicsEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)

Abstract:Thedetectionofechosignalsisanimportanttechniqueinpulselaserfuzes.Thebasic
methodofdigitaldetectionofweaksignalsisthat,throughmultipointsamplingandsumming,the
outputSNRisimprovedbymakingcorrelationbetweenechosignalandtransmittingsignalaccording
totheautocorrelationtheory.Onthebasisofanalyzingmultiple2pulseaccumulationmethod,thesin2
glepulseaccumulationmethodwasstudied,moreoverthemultiplexaccumulationmethodwasputfor2
ward.Thedifferencesofaboveaccumulationmethodswerediscussedandthesimulationswerecarried
out.Theresultofsimulationconsistswiththeoreticanalyzing.Theblockdiagramandflowchartwere
givenintheend.
Keywords:informationprocessing;laserfuze;pulselaser;detectionofweaksignal;coherentaccu2
mulation;digitalsignalprocessing

的测量。与连续波体制相比脉冲体制具有结构简
0引言
单、易于实现等优点,因此更具有工程实用价值。本
激光不受外界电磁场和静电感应的影响,没有文所研究的脉冲激光引信的作用是实时测量发射脉
无线电体制中的电子干扰问题。激光光束的方向性冲和目标反射回波脉冲的时间差,然后根据光速计
非常强,几乎没有旁瓣,束散角非常小,因而具有很算出距离,达到合适的距离时发出起爆信号引爆战
好的空间方位选择性。鉴于这些优点,激光在武器斗部。因此,回波测量是脉冲激光引信工作的一个
系统中的应用日益广泛。脉冲激光引信利用脉冲持关键环节。
续时间短(一般为纳秒量级至微秒量级),能量在时传统的脉冲回波检测采用模拟方式直接进行阈
间上相对集中,瞬时功率大的特点,可实现较远距离值比较。这种方式仅适用于回波信号较强(SNR>

收稿日期:2005-10-31
基金项目:国家部委预研项目(40201070304)
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5)的情况[1]。当回波信号很弱,甚至低于噪声时,求其为定值,即不同脉冲的采样起始时刻相同。(2)
直接阈值比较方式无法进行检测。现代数字信号处式简记为

理理论和电子技术的高速发展为微弱信号检测数字xij=sij+nij.(3)
化提供了理论基础和工程手段。采用数字的方法可将每个脉冲的M点采样值经模数转换后存贮
以进一步提高微弱信号检测能力[2-3]。在存贮器中,与上一个脉冲的M点采样值对应相
加,N个脉冲全部采样完成后,第j点的累加和为
1微弱脉冲信号检测技术在脉冲激光引信N-1N-1N-1
中的应用∑xij=∑sij+∑nij.(