频域滤波抑制海水后向散射的带宽研究

冀航; 马泳; 梁琨; 王宏远

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

频域滤波抑制海水后向散射的带宽研究

冀航 , 马泳 , 梁琨 , 王宏远

文章导航 > 激光技术 > 2008 > 32(4): 337-339,356

引用本文:

Citation:

频域滤波抑制海水后向散射的带宽研究

1.
华中科技大学, 电子与信息工程系, 武汉, 430074;
2.
华中科技大学, 武汉光电国家实验室, 武汉, 430074

作者简介: 冀航(1978- ),男,博士研究生,主要研究方向为信号处理和激光雷达探测..

通讯作者: 马泳, mayong@mail.hust.edu.cn ;

基金项目:
国家八六三高技术研究发展计划资助项目(2006AA09Z142)
中图分类号: TN957.54

Study of bandwidth for suppressing seawater backscattering based on frequency filtering

1.
Deparmtent of Electronics and Information Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China;
2.
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

Corresponding author: MA Yong, mayong@mail.hust.edu.cn ;

CLC number: TN957.54

摘要: 在激光雷达探测海水水下目标的应用中,基于频域滤波的信号处理技术可以抑制海水后向散射噪声.其中接收系统中滤波器带宽的大小不仅对后向散射起到抑制作用,而且对目标信号产生抑制作用.为了确定带宽取值范围,分析了调制脉冲激光雷达探测信号水下传输模型,研究了海水后向散射信号以及目标反射信号的频域特性.通过对接收信号在频域上进行仿真,归纳出接收系统滤波器带宽的最优设计方法.该研究结果为系统达到最佳信噪比奠定理论基础.
- 激光技术 /
- 带宽 /
- 频域滤波 /
- 后向散射 /
- 激光雷达
Abstract: In the application of using lidar to detect undersea targets,a kind of signal processing technology based on frequency filtering is proved to be able to suppress the seawater backscattering effectively.The bandwidth of the filter in the receiving system doesn't only suppress the backscattering,but also supresses the target signal.In order to estimate the range of the bandwidth,the seawater transport model of the modulated-pulse lidar signal,and the frequency characteristic of the seawater backscattering signal and target reflecting signal were studied.After simulating the received signal on frequency domain,the optimum design method on the bandwidth of the filter in the receiving system was found and the optimum signal-to-noise ratio of the system could be established by this result.

[1]	CHEN W G,LU Y M,HUANG T X,et al.The elimination of the backscatter envelope in laser underwater target detection system[J].Journal of Huazhong University of Sicence and Technology,1995,23(4):55-58(in Chinese).
[2]	MULLEN L J,CONTARINO V M,LAUX A,et al.Modulated laser line scanner for enhanced underwater imaging[J].Proc SPIE,1999,3761:2-9.
[3]	LI Y F,VIEIRA J C.Rapidly tunable millimeter-wave optical transmi-tter for lidar-radar[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,2001,49(10):2048-2054.
[4]	MULLEN L J,CONTARINO V M.Hybrid lidar-radar:seeing through the scatter[J].IEEE Microwave Magazine,2000,1(3):42-48.
[5]	CONTARINO V M,HERRCZFELD P R,MULLEN L J.Modulator lidar system:United States,G01C 003/085822047[P].1998-10-13.
[6]	ZHANG D W,LI G H.Principle of the determination system for 180° back scattering characteristic of the turbid media[J].Laser Technology,2003,27(2):110-112(in Chinese).
[7]	XU Q Y,YANG K T,WANG X B,et al.Blue-green lidar ocean survey[M].Beijing:National Defence Industry Press,2002:10(in Chinese).
[8]	CHEN W G.The information processing in the airborne laser submarine detection experimental system[D].Wuhan:Graduate School of Huazhong University of Sicence and Technology,1997:37-68(in Chinese).
[9]	ZHU X,WANG H,QI L J,et al.Frequency analyzing of backscattering signals in airborne laser bathymetry[J].Laser & Infrared,2003,33(1):25-27(in Chinese).
[10]	LU Y M,DU Z F,HUANG T X,et al.Study on lidar receiver field of view[J].Laser Technology,1999,23(1):46-50(in Chinese).

[1]	陈臻懿 , 张玉钧 , 刘文清 , 何俊峰 , 阮俊 . 激光雷达探测合肥云层高度方法研究及分析. 激光技术, 2010, 34(6): 733-735,815. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.004
[2]	王雷 , 杨照金 , 黎高平 , 梁燕熙 . 大口径高能量激光测量中后向散射能量研究. 激光技术, 2006, 30(1): 43-46.
[3]	韩香娥 , 吴振森 , 张向东 . 大粗糙度表面激光散射特性实验研究. 激光技术, 1997, 21(3): 151-155.
[4]	张笔雨 , 彭润伍 , 张伟 . 矩形谱宽带激光中带宽诱导的焦开关现象. 激光技术, 2017, 41(1): 138-140. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.028
[5]	温涛 , 魏急波 , 马东堂 . 轻霾天气下大气多次散射对激光通信的影响. 激光技术, 2007, 31(5): 500-502.
[6]	董吉辉 , 胡企铨 . 空间碎片的激光雷达探测. 激光技术, 2007, 31(2): 185-187,191.
[7]	未永飞 , 杜正春 , 姚振强 . 中值滤波在激光雷达点云数据预处理中的应用. 激光技术, 2009, 33(2): 213-216.
[8]	李颖颖 , 孙东松 , 王珍珠 , 沈法华 , 周小林 , 董晶晶 . 云的多次散射对激光雷达测量结果影响的研究. 激光技术, 2008, 32(6): 611-613,638.
[9]	陈文革 , 黄铁侠 , 卢益民 . 机载海洋激光雷达发展综述. 激光技术, 1998, 22(3): 147-152.
[10]	魏琰 , 孔庆庆 , 沈华 . 万瓦级激光光闸耦合失效的安全控制方法. 激光技术, 2022, 46(5): 685-690. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.05.018
[11]	张大勇 , 刘仓理 , 李剑峰 , 罗飞 , 骆永全 , 刘海涛 . 带宽可调型光学滤波器的研究. 激光技术, 2007, 31(4): 406-407,448.
[12]	刘长久 , 杨华军 , 赖燔 . 空间交会激光雷达信息测量技术. 激光技术, 2006, 30(6): 608-610,613.
[13]	马泳 , 冀航 , 梁琨 , 林宏 . 载波调制激光雷达技术在海洋探测中的应用. 激光技术, 2008, 32(4): 346-349.
[14]	吕潮峰 , 杜正春 . 基于激光雷达测量技术的集装箱卡车定位系统. 激光技术, 2007, 31(6): 596-599.
[15]	陶小红 , 胡以华 , 雷武虎 , 蔡晓春 . 经验模式分解用于激光雷达大气回波处理. 激光技术, 2008, 32(6): 590-592,595.
[16]	汪少林 , 曹开法 , 胡顺星 , 魏合理 . 对激光雷达几何因子的分析与测量. 激光技术, 2008, 32(2): 147-150.
[17]	张小红 , 杨敏 , 郭亮 . 合成孔径激光雷达研究进展. 激光技术, 2011, 35(2): 255-259. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.031
[18]	阎得科 , 郝培育 , 霍晶 , 郭赛 , 敬嘉雷 . 机载远程激光测距机最大允许噪声仿真研究. 激光技术, 2018, 42(6): 811-816. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.016
[19]	戴明 , 柳强 , 闫平 , 巩马理 . 可调谐Yb光纤激光器LBO倍频特性理论研究. 激光技术, 2006, 30(3): 323-326.
[20]	唐磊 , 吴海滨 , 孙东松 , 舒志峰 . 瑞利多普勒激光雷达F-P标准具的设计与校准分析. 激光技术, 2014, 38(2): 283-288. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.029

点击查看大图

计量

文章访问数: 5143
HTML全文浏览量: 744
PDF下载量: 325
被引次数: 0

频域滤波抑制海水后向散射的带宽研究

通讯作者: 马泳, mayong@mail.hust.edu.cn;

作者简介: 冀航(1978- ),男,博士研究生,主要研究方向为信号处理和激光雷达探测.

1. 华中科技大学, 电子与信息工程系, 武汉, 430074;
2. 华中科技大学, 武汉光电国家实验室, 武汉, 430074

收稿日期: 2007-04-10
录用日期: 2007-11-20
网络出版日期: 2008-08-25

基金项目: 国家八六三高技术研究发展计划资助项目(2006AA09Z142)

关键词:

摘要: 在激光雷达探测海水水下目标的应用中,基于频域滤波的信号处理技术可以抑制海水后向散射噪声.其中接收系统中滤波器带宽的大小不仅对后向散射起到抑制作用,而且对目标信号产生抑制作用.为了确定带宽取值范围,分析了调制脉冲激光雷达探测信号水下传输模型,研究了海水后向散射信号以及目标反射信号的频域特性.通过对接收信号在频域上进行仿真,归纳出接收系统滤波器带宽的最优设计方法.该研究结果为系统达到最佳信噪比奠定理论基础.