中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州 215123
基于外差相干检测的随机相位调制连续波激光测距具有灵敏度高、对背景噪声容忍度高等优点，但传统的解调方法都是基于序列移位相乘和傅里叶变换，需要消耗大量计算资源和计算时间。提出并验证了一种针对随机相位调制连续波激光测距的快速解调方法，通过对回波外差信号进行傅里叶变换得到多普勒频移，解调出目标速度信息，然后通过数字下变频获得回波信号的正交分量，最后利用傅里叶变换在频域实现伪随机调制序列与回波信号的循环卷积，得到目标的位置信息。在原理验证实验中，使用长度为2 047的11阶伪随机二进制序列，调制速率为40 MHz，利用快速解调方法从回波信号中成功恢复了目标位置和速度，并在光纤中实现了2.7 m的距离分辨率。
激光测距 相位调制 相干探测 伪随机码 Laser ranging Phase modulation Coherent detection Pseudo-random code
中国空间技术研究院西安分院，陕西 西安 710100
时间延迟干涉技术（Time-delay Interferometry，TDI）对中国引力波探测项目及其它天基激光精密测量任务具有重要的参考价值。在天基引力波探测任务中，需利用激光干涉仪对无拖曳检验质量块间实现十皮米量级的位移测量精度。其中，激光源频率噪声和时钟频率噪声是两项主要噪声。在欧洲主导的LISA（Laser Interferometer Space Antenna）引力波探测项目中，利用TDI对三星上的十二组相位测量值进行延迟和线性组合，构造出臂长相等的干涉仪，从而消除了激光源噪声以及光学平台位移噪声。为了消除时钟噪声，将时钟信号倍频到GHz，再通过相位调制的方式加载到星间激光链路上，最终从时钟边带拍频信号中提取出时钟噪声，并在TDI的数据组合中将时钟噪声项消除。为了实现TDI的时间延迟处理，要求对星间绝对距离进行精确测量。因此，在TDI机制中，星间激光链路需要同时实现位移测量、时钟边带调制和绝对距离测量3个功能。其中，后两个功能分别大约消耗10%和1%的载波激光功率。LISA项目针对TDI技术的地面论证结果表明，TDI技术对激光源和时钟的噪声抑制分别达到了109和5.8×104倍。
迈克尔逊干涉仪 时间延迟算符 时钟边带调制 伪随机码测距 Michelson interferometer time-delay operator clock sideband modulation pseudo-random code ranging
火箭军工程大学研究生院, 陕西 西安 710025
通过分析半主动激光制导**特性对激光脉冲间隔编码方法的编码间隔取值要求,研究线性反馈移位寄存器(LFSR)调制码、LFSR状态码的生成原理以及两种码型脉冲间隔的取值范围与产生方法对系统制导性能与抗干扰性能的影响。仿真结果表明,LFSR调制码不利于精确制导,且易被以最小脉冲间隔为周期的精确频率码干扰;LFSR状态码能够克服LFSR调制码的缺陷,但仍存在所需识别参数少和抗干扰性不强的问题。提出基于矩阵求余的伪随机码,利用矩阵代替线性反馈移位寄存器和模二加法器,结果表明,其抗干扰性能比LFSR状态码更好。
激光器 伪随机码 脉冲间隔编码 线性移位寄存器 抗干扰性
为实现远距离高精度激光测距,提出了一种联合利用伪随机码相位调制和相干探测技术的激光测距方法,并搭建实验验证平台对自由空间目标进行了测试。当激光出射功率为2.0 mW、参考光功率为117.8 μW、调制速率为100 MHz、单周期内伪随机码序列长度为81.9 μs、望远镜接收口径为2 cm时,该系统可对8 m处的自由空间目标实现11.8 cm的测距精度。实验证实了该套技术方案的可行性。将此实验结果反推至星载条件,并与GLAS(Geoscience Laser Altimeter System)系统参数进行对比发现,该系统工作在低峰值功率、长脉冲宽度状态下,故可实现高重复频率探测。
测量 激光测距 伪随机码 相位调制 相干探测 测距精度 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 052801
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471009
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471009
单光子测距中采用高重复频率激光源可提高回波信噪比，同时会带来距离模糊问题。为消除距离模糊，基于调制测距和时间相关光子计数理论设计了一种测距技术，分步计算得到脉冲飞行时间所包含的不模糊时间和激光发射周期的倍数，进而得到距离。该技术具有运算量小和测距效率高等优点。基于m 序列得到“1”所占比例可变的扩展伪随机序列，用来模拟噪声，并作为激光发射调制信号。测距仿真中比较了3种扩展伪随机序列的调制测距能力，结果表明：“1”所占比例为7/8 的扩展伪随机序列兼顾了随机性和抗噪声能力，得到了优于全“1”序列和m 序列的调制测距效果。
测量 激光测距 调制测距 距离模糊 单光子 伪随机码
1 海军驻合肥地区军事代表室，安徽 合肥 230001
2 91604 部队，山东 龙口 265701
为提高对伪码调相引信的干扰效果，提出了基于数字干扰合成(DJS)的数字多时延干扰信号合成方法，该方法可以极大提高干扰伪码调相引信的干扰效率。理论分析与仿真实验表明，该方法合成的干扰信号能产生不同时延的多假目标的干扰效果，兼具有欺骗干扰和压制干扰的效果，能够使干扰自动对准引信的频带并获得脉冲压缩处理增益，提高干扰能量的利用率。
伪码调相 数字干扰合成 数字射频存储器 灵巧噪声 干扰 pseudo random code phase modulation Digital Jamming Synthesis Digital Radio Frequency Memories(DRFM) smart noise jamming 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(1): 64
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
为了对紫外光通信系统的传输性能进行定量分析, 设计了基于FPGA的误码序列发送和接收系统, 并在上位机利用labVIEW程序实现了对误码的分析和计算。该系统发射端测试序列采用9阶伪随机m序列, 并按照一定的速率传送给LED驱动电路, 接收端完成光电信号处理、脉冲序列同步和数据提取, 格式化后通过串口发送至上位机进行误码分析。室内测试结果表明, 该设计适于完成紫外光通信系统误码率的分析和计算, 可以为紫外光通信系统最佳链路的选择提供依据。
紫外光通信 误码率 伪随机码 ultraviolet communication BER pseudo random code FPGA FPGA LabVIEW LabVIEW
