亚皮秒级激光回波半实物仿真系统关键技术研究
2021年电子技术应用第6期
朱 敏1，吴 楠1，杨春玲1，陈海燕2，李 睿2
1.哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001；2.中国空空导弹研究院，河南 洛阳471009
摘要：激光回波仿真系统能够根据所模拟的目标生成高频高精度模拟回波信号。提出一种激光回波仿真系统设计方案，系统中采用FPGA生成延时信号，可以对回波信号实现亚皮秒级的延时精度；对光纤通信协议进行了优化，用FPGA实现基于该协议的回波信号传输系统，摆脱了现有方案中对反射内存卡的依赖性，提升了数据的刷新频率。仿真结果表明，所设计的仿真系统数据传输速度达到1.6 Gb/s，回波精度达到125 ps，距离分辨率达到0.05 m。为基于激光阵列的高精度激光制导半实物仿真系统的研制奠定了基础。
中图分类号：TN95
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201212
中文引用格式：朱敏，吴楠，杨春玲，等. 亚皮秒级激光回波半实物仿真系统关键技术研究[J].电子技术应用，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.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201212
中文引用格式：朱敏，吴楠，杨春玲，等. 亚皮秒级激光回波半实物仿真系统关键技术研究[J].电子技术应用，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
近年来，激光雷达由于在分辨率、抗干扰能力、隐蔽性及远距离探测能力等方面的优良性能，逐渐在各国军事界引起关注[1]，应用范围也得到了很大的扩展[2-5]。
在激光雷达成像制导的过程中，半实物仿真技术是快速获取高精度目标表面数据的重要途径。半实物仿真是指将真实物体通过激光雷达生成的真实图像与诱饵弹等模拟物体通过仿真系统生成的模拟图像经过分光镜形成一个完整的激光图像，为后续的制导过程提供基础。半实物仿真的方式可以降低人力物力的消耗，提高效率，加快成像制导系统的开发进程，做到快速完整地测试其性能。而生成模拟图像的部分即为本文重点研究的激光回波仿真系统。
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作者信息：
朱 敏1，吴 楠1，杨春玲1，陈海燕2，李 睿2
(1.哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001；2.中国空空导弹研究院，河南 洛阳471009)
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