Завадостійка система імпульсної лазерної дальнометрії

Abstract

Запропоновано структурну схему імпульсного лазерного далекоміра з можливостю виявлення імпульсних завад, які діють в межах його дальності, та виправлення помилок, що виникають в структурі відбитого від цілі сигналу. Основою схеми далекоміра є логічний узгоджений фільтр, який реалізує операцію логічної згортки і структура якого не містить помножувачі. На основі вимог до кодуючих послідовностей були знайдені оптимальні структури бінарних зондуючих сигналів довжиною 8, що забезпечують найкращу коректуючу здатність. Також виконано порівняння кореляційних властивостей знайдених послідовностей та послідовностей, побудованих за допомогою функцій Уолша.

Предложена структурная схема лазерного дальномера с возможностью обнаружения импульсных помех, которые действуют в пределах его дальности, и исправления ошибок, возникающих в структуре отраженного от цели сигнала. Основой схемы дальномера является логический согласованный фильтр, реализующий операцию логической свертки, структура которого содержит умножители. На основе требований, предъявляемых к кодирующим последовательностям, были найдены оптимальные с точки зрения обеспечения лучшей корректирующей способности структуры бинарных зондирующих сигналов длиной 8. Сравнение корреляционных свойств найденных последовательностей и последовательностей, которые строятся с помощью функций Уолша, показало преимущество оптимальных последовательностей по критерию минимума уровня боковых лепестков АКФ. Проведенное моделирование работы дальномера в условиях импульсных помех показало целесообразность использования логического фильтра для тех случаев, когда продолжительность помехи не превышает 1/3 от продолжительности зондирующего сигнала.

Pulsed laser rangefinders prove to be cost-effective and practical devices when used at distances of several tens of kilometers due to their compactness, portability and energy efficiency. However, the measurement accuracy is significantly reduced by the presence of pulsed interference affecting the input of the optical receiver both during the sensing period and when the reflected signal is being received. Using the algorithms with the accumulation and subsequent processing of the results of several successive measurements reduces the speed of decision-making and does not guarantee the convergence of the results to the real value of the distance. The paper proposes a structural diagram of a laser rangefinder with the ability to detect pulsed interference in the range interval and correct errors that occur in the structure of the signal reflected from the target. The basis of the rangefinder circuit is a logical consistent filter, the structure of which contains multipliers (multiplication operations). The following requirements were formulated for the structure of the probe signal: — the first element should always be set to +1 to synchronize the receiver decider; — the weight of the coding sequence is equal to half its length; — the length of the coding sequence is even. Based on the requirements for coding sequences, the optimal structures of binary probing signals of length 8 were found, providing the best corrective ability. Comparison of the correlation properties of the found sequences and the sequences that are constructed using the Walsh functions showed the advantage of the optimal sequences by the criterion of the minimum level of the ACF side lobes. The simulation of the rangefinder under pulsed noise conditions has shown that the logical filter is advisable to use for those cases when the duration of the obstacle does not exceed 1/3 of the duration of the probing signal.