Локационные лазерные устройства
Изучение локационных лазерных устройств как устройств, предназначенных для измерения расстояния с высокой точностью. Сканирующие и атмосферные лидары: конструкция и возможности. Основные элементы анализатора. Преимущества мобильных лидарных систем.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.10.2017 |
| Размер файла | 158,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Локационные лазерные устройства
Локационные лазерные устройства - устройства предназначенные для измерения расстояния с большой точностью и скоростью. Появление лазеров и развитие компьютерных технологий стало толчком для появления лидаров. Понятие лидар впервые появилась в работе Миддлтона и Спилхауса «Метеорологические инструменты» 1953 года.
Лидар-технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем, использующих явления отражения света и его рассеивания в прозрачных и полупрозрачных средах, - лазерные локаторы, используемые для зондирования толщи моря, морской и земной поверхности, атмосферы.
Лидар как прибор представляет собой, как минимум, активный дальномер оптического диапазона. Сканирующие лидары в системах машинного зрения формируют двумерную или трёхмерную картину окружающего пространства. «Атмосферные» лидары способны не только определять расстояния до непрозрачных отражающих целей, но и анализировать свойства прозрачной среды, рассеивающей свет. Разновидностью атмосферных лидаров являются доплеровские лидары, определяющие направление и скорость перемещения воздушных потоков в различных слоях атмосферы.
Лазерная головка генерирует короткие импульсы излучения на длинах волн 1064, 532 и 355 нм, которые коллимируются и узким лучом направляются в атмосферу.
Блоки питания и контроля обеспечивают накачку активного элемента лазера и управляют лазером.
Двухконтурный автономный блок охлаждения необходим для охлаждения активного элемента лазера. Во внутреннем контуре используется дистиллированная вода, во внешнем контуре - хладон_12.
Излучение лазера, рассеянное аэрозолем атмосферы в обратном направлении, попадает на приемную апертуру телескопа и фокусируется на входном окне четырехканального анализатора (фотоприемного блока).
Основными элементами анализатора являются 4 фотоумножителя (ФЭУ), служащие детекторами излучения. Для питания ФЭУ используются высоковольтные источники питания, а для питания усилителей и термоэлектрических холодильников ФЭУ - низковольтные источники питания.
Принцип действия лидара основан на измерении интенсивности рассеяния лазерного излучения аэрозолем атмосферы. Лидар посылает в атмосферу короткий импульс света и принимает обратно сигнал обратного рассеяния.
Рассеяние света в атмосфере происходит как молекулами воздуха (Релеевское рассеяние), так и частицами аэрозоля. Таким образом, наличие аэрозоля в атмосфере увеличивает сигнал обратного рассеяния по сравнению с чистой атмосферой и концентрация аэрозоля может быть определена как функция расстояния и интенсивности сигнала на фоне чистой атмосферы.
Лазерная головка генерирует короткие импульсы излучения на длинах волн 1064, 532 и 355 нм, которые коллимируются и узким лучом направляются в атмосферу.
Блоки питания и контроля обеспечивают накачку активного элемента лазера и управляют лазером.
Двухконтурный автономный блок охлаждения необходим для охлаждения активного элемента лазера. Во внутреннем контуре используется дистиллированная вода, во внешнем контуре - хладон_12.
Излучение лазера, рассеянное аэрозолем атмосферы в обратном направлении, попадает на приемную апертуру телескопа и фокусируется на входном окне четырехканального анализатора (фотоприемного блока).
Основными элементами анализатора являются 4 фотоумножителя (ФЭУ), служащие детекторами излучения. Для питания ФЭУ используются высоковольтные источники питания, а для питания усилителей и термоэлектрических холодильников ФЭУ - низковольтные источники питания.
Сигналы с выхода ФЭУ поступают в двухканальные аналого-цифровые преобразователи АЦП, установленные в слот компьютера. Оцифрованные с помощью АЦП выходные аналоговые сигналы ФЭУ направляются в память РС для сохранения и дальнейшей первичной и вторичной (тематической) обработки.
Для решения каждой конкретной атмосферной задачи используется конкретная схема лидара. Однако во всех случаях в лидаре непременно присутствуют три основных блока: лазерный источник излучения с передающей антенной; приемная антенна с фотодетектором; регистратор лидарных сигналов. Для многих атмосферных задач необходимо селектировать собранный приемной антенной лидарный сигнал по спектральным частотам и по поляризации. В этих случаях на выходе приемной антенны лидара устанавливают анализаторы спектра или поляризации принимаемого оптического сигнала. Следовательно, к основным блокам лидара можно отнести также анализаторы спектра или поляризации лидарного сигнала. Кроме того, регистрация таких быстропротекающих процессов, каким является лидарный сигнал, невозможна без использования быстродействующих процессоров. Как правило, для этих целей используют современные компьютеры, которые позволяют не только обрабатывать, хранить и визуализировать лидарные данные, но и контролировать параметры и управлять всеми компонентами лидара в автоматизированном режиме. Таким образом, обобщенную схему современного лидара можно представить состоящей из пяти основных блоков.
Лидар LSA-2c предназначен для оперативного дистанционного анализа характеристик атмосферного аэрозоля с помощью лазера, работающего на длинах волн 1064 и 532 нм.
|
Общие характеристики |
||
|
Схема измерения |
Дистанционная |
|
|
Диапазон измерений |
до 10 км |
|
|
Время измерения одного профиля аэрозоля |
не более 15 мин |
|
|
Лазерный блок |
||
|
Излучатель |
Nd:YAG лазер Ь5-2131 |
|
|
Рабочие длины волн |
1064, 532 нм |
|
|
Энергия импульса лазера на длине волны 1064 нм |
до 100 мДж |
|
|
Энергия импульса лазера на длине волны 532 нм |
до 50 мДж |
|
|
Частота повторения импульсов |
не более 20 Гц |
|
|
Энергия накачки |
до 25 Дж |
|
|
Увеличение спектроделителя 52-35-5ХА |
5X |
|
|
Приемный телескоп |
||
|
Приемник обратно рассеянной радиации |
телескоп типа Квази-Кассегрена |
|
|
Диаметр главного зеркала телескопа |
260 мм |
|
|
Фокусное расстояние |
1050 мм |
|
|
Диапазон сканирования по углу места |
от -10° до +90° от горизонтали |
|
|
Диапазон сканирования по азимуту |
от -180°до +180° |
|
|
Фотоприемный блок (анализатор) |
||
|
Число приемных каналов |
2 (1064 и 532 нм) |
|
|
Фотоприемники |
||
|
канал 1064 нм: |
лавинный фотодиод с квантовой эффективностью фотокатода 40% |
|
|
канал 532 нм |
фотоумножитель (ФЭУ-100) с квантовой эффективностью фотокатода 10% |
|
|
Полуширина пропускания интерфильтра на длине волны 1064 нм (на уровне 0,5) |
3 нм |
|
|
Полуширина пропускания интерфильтра на длине волны 532 нм (на уровне 0,5) |
2 нм |
|
|
Система регистрации и обработки сигналов |
||
|
Режим обработки сигналов |
аналоговый |
|
|
Разрядность АЦП |
12 бит |
|
|
Частота стробирования (выборки) |
30 МГц |
|
|
Спектральное разрешение |
5 м |
|
|
Число измеряемых точек |
2048 |
|
|
Приемо-передающая система (телескоп направлен горизонтально) |
960x630x1160 мм |
|
|
Стойка с системами питания и охлаждения |
530x530x660 мм |
|
|
Общая масса ЛИДАРА |
не более 180кг |
|
|
Условия эксплуатации |
||
|
температура воздуха |
(288-303) К (+15 ...+30)°С |
|
|
относительная влажность воздуха при температуре25°С и ниже |
(40 - 80)% |
|
|
атмосферное давление |
84-104 кПа (630-780 мм рт. ст.) |
|
|
Питание |
||
|
Максимальная электрическая мощность, потребляемая прибором |
не более 0,75 кВт |
локационный лазерный лидар
В современном мире существуют мобильные лидарные системы, которые устанавливаются на автомобильные и авиационные платформы, такие системы широко востребованы военными, метеорологическими и многими другими службами. Также недавно был создан лидар позволяющий получить трехмерное изображение.
Такой лидар проходил испытание на проекте «Умный автомобиль», данная система позволяет распознавать пешеходов и внезапные препятствия на дороге. В ходе испытаний система работала без нареканий и сбоев, и позволяла получать ниже приведенную картинку окружающего.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Триггерные устройства как функциональные элементы цифровых систем: устойчивые состояния электрического равновесия бистабильных и многостабильных триггеров. Структурные схемы и классификация устройств, нагрузки и быстродействие логических элементов.
реферат [247,1 K], добавлен 12.06.2009Обзор современных схем построения цифровых радиоприемных устройств (РПУ). Представление сигналов в цифровой форме. Элементы цифровых радиоприемных устройств: цифровые фильтры, детекторы, устройства цифровой индикации и устройства контроля и управления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.12.2009Понятие и функциональные особенности аналоговых измерительных устройств, принцип их работы, структура и основные элементы. Классификация электрических устройств по различным признакам, их типы и отличительные признаки, сферы практического применения.
презентация [745,2 K], добавлен 22.04.2013Изучение различных типов устройств СВЧ, используемых в схемах распределительных трактов антенных решеток. Практические расчеты элементов автоматизированного проектирования устройств СВЧ на основе метода декомпозиции. Конструирование баз и устройств СВЧ.
контрольная работа [120,9 K], добавлен 17.10.2011История появления и развитие операционных систем для обеспечения надежной и оптимальной работы мобильных устройств. 10 самых известных мобильных ОС. Windows Phone, Android. iOS - версии и их характеристики. ОS Symbian, Maemo, базирующаяся на Debian Linux.
контрольная работа [70,6 K], добавлен 15.12.2015Типы устройств СВЧ в схемах распределительных трактов антенных решеток. Проектирование устройств СВЧ на основе метода декомпозиции. Работа с программой "Модель-С" для автоматизированного и параметрического видов синтеза многоэлементных устройств СВЧ.
контрольная работа [337,5 K], добавлен 15.10.2011История развития устройств хранения данных на магнитных носителях. Доменная структура тонких магнитных пленок. Принцип действия запоминающих устройств на магнитных сердечниках. Исследование особенностей использования ЦМД-устройств при создании памяти.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.12.2012Структура и направления деятельности компании ООО "Главный калибр". Изучение основных узлов и устройств вычислительной техники. Конструкторско-технологическое обеспечение производства приспособления. Выполнение работ по проектированию цифровых устройств.
отчет по практике [23,7 K], добавлен 17.04.2014Направления развития систем связи. Использование радиопередающих устройств в сферах телекоммуникации, телевизионного и радиовещания, радиолокации, радионавигации. Цифровые элементы систем регулирования амплитуды колебаний и частотно-фазовые детекторы.
реферат [84,2 K], добавлен 23.01.2011Структура устройств обработки радиосигналов, внутренняя структура и принцип работы, алгоритмами обработки сигнала. Основание формирование сигнала на выходе линейного устройства. Модели линейных устройств. Расчет операторного коэффициента передачи цепи.
реферат [98,4 K], добавлен 22.08.2015Проектирование функциональных узлов, блоков и устройств вычислительной техники. Разработка устройств и систем. Частота смены элементов. Блок буферной памяти. Обеспечение работы устройства ввода визуальной информации. Последовательность сигналов частоты.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 31.01.2011Анализ области использования виброметра и принципов измерения вибрации. Изучение периодических, гармонических и импульсных колебаний. Характеристика пьезоэлектрических, емкостных и индукционных преобразователей. Алгоритм работы и структура датчика.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 13.09.2017Алгоритмическое, логическое и конструкторско-технологическое проектирование операционного автомата. Изучение элементной базы простейших цифровых устройств. Разработка цифрового устройства для упорядочивания двоичных чисел. Синтез принципиальных схем.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.01.2015Программные средств для проектирования радиотехнических устройств. Основные технические возможности программы Microsoft Word. Сравнительные характеристики программ для математических расчётов. Программы моделирования процессов в радиоэлектронных схемах.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 27.01.2010Анализ влияния напряжения питания на работу микроэлектронных устройств. Принцип действия и характеристика устройств контроля напряжения. Выбор типа микроконтроллера. Функции, выполняемые супервизором. Разработка алгоритма и структурной схемы устройства.
диссертация [3,1 M], добавлен 29.07.2015Устройства обработки аналоговых сигналов: аналого-цифровые; буферы данных; постоянное и оперативное запоминающее устройство. Основные типы микропроцессорных устройств: секционные, однокристальные с фиксированной разрядностью, однокристальные микроЭВМ.
контрольная работа [523,2 K], добавлен 23.10.2012Описание структуры и изучение устройства элементов аналоговых и IP-систем видеонаблюдения. Параметры камер видеонаблюдения и анализ форматов видеозаписи. Характеристика устройств обработки видеосигналов и обзор программного обеспечения видеонаблюдения.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 29.09.2013Реализация булевых функций на мультиплексорах. Применение постоянных запоминающих устройств (ПЗУ). Структурная схема программируемых логических матриц (ПЛМ). Функциональная схема устройства на микросхемах малой и средней степени интеграции, ПЗУ и ПЛМ.
курсовая работа [524,1 K], добавлен 20.12.2013Классификация устройств, оперирующих с двоичной (дискретной) информацией: комбинационные и последовательностные. Отсутствие памяти и цепей обратной связи с выхода на вход у комбинационных устройств. Сумматоры, шифраторы и дешифраторы (декодеры).
лабораторная работа [942,0 K], добавлен 06.07.2009Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.
курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013
