[發(fā)明專利]一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法

在審

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• 申請日: 2022-08-08
• 公開（公告）號: CN115184945A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 楊鵬翎;謝賢忱;王大輝;王飛;方波浪;張磊;馮剛
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/4861
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

1.一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將脈沖激光信號輻照在陣列探測器上，所述陣列探測器包括按照一定映射關系排布的N個光電探測器，用于將所述脈沖激光信號轉換為N路脈沖電信號，其中N為正整數(shù)；

步驟2：所述陣列探測器使用N個電荷積分電路分別對N路所述脈沖電信號進行展寬，得到N路脈沖展寬電信號，并在展寬過程中，分別生成N個所述電荷積分電路對應的N條電荷放電曲線；

步驟3，對N路所述脈沖展寬電信號進行異步采樣，得到N組采樣數(shù)據(jù)；

步驟4，在所得的每組采樣數(shù)據(jù)中分別選取M個點作為零點測量點，得到M*N個零點測量點，并根據(jù)M*N個零點測量點確定唯一的時間零點t₀，其中M為正整數(shù)；

步驟5，在N條所述電荷放電曲線上分別選取一點作為采樣點，得到N個采樣點；

步驟6，通過N個所述采樣點和唯一的時間零點t₀，分別計算得到每個光電探測器對脈沖激光信號的響應電流i₀；

步驟7，根據(jù)每個所述光電探測器對脈沖激光信號的響應電流i₀，分別計算得到脈沖激光信號照射在每個光電探測器上的光強I；

步驟8，將所得N個光電探測器上的光強I，按照與N個光電探測器的映射關系一一排布，得到所述脈沖激光信號的功率密度分布，進而復原所述脈沖激光信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟2中的N個所述電荷積分電路串聯(lián)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟2中，每個所述電荷積分電路均為一階RC電路，包括負載R和積分電容C，定義所述電荷積分電路的時間常數(shù)為τ，則時間常數(shù)τ與負載R、積分電容C滿足以下關系：

τ＝RC

其中，每個所述電荷積分電路中負載R和積分電容C的值均根據(jù)以下步驟確定：

步驟2.1，定義I_s為光電探測器的飽和閾值，U_max為光電探測器的最高輸出電壓，A為光電探測器光敏面的面積，R_e表示光電探測器的響應率，則根據(jù)下述公式計算得到與之對應的電荷積分電路中負載R的值：

步驟2.2，將負載R的值代入τ＝RC，計算得到所述電荷積分電路中積分電容C的值，進而確定與之對應的所述電荷積分電路。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟4中確定唯一的時間零點t₀，包括以下步驟：

步驟4.1，將M*N個等效測量點按照時序進行排列；

步驟4.2，依次比較M*N個等效測量點，將最先出現(xiàn)由零信號轉變?yōu)槊}沖信號的兩個等效測量點作為零點判據(jù)；

步驟4.3，選取零點判據(jù)中時序在前的等效測量點作為時間零點t₀。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟6中，所述光電探測器對脈沖激光信號響應電流i₀的計算公式為：

其中，t₁表示采樣點的采樣時刻，U₁表示t₁時刻光電探測器的輸出電壓，(t₁，U₁)表示電荷放電曲線上所選取的采樣點，w為脈沖激光信號經(jīng)光電探測器轉換后的脈沖電信號的脈寬。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟7中，脈沖激光信號照射在對應光電探測器上的光強I的計算公式為：

其中，α為光強衰減倍數(shù)。

7.根據(jù)權利要求1-6任一所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟3中，通過采用模擬多路開關對多個光電探測器通道進行選通時序，以此實現(xiàn)多個光電探測器通道的異步采樣，其中，每一幀采樣內所有光電探測器切換選通一次。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于陣列探測法測量脈沖激光的信號復原方法，其特征在于：步驟5中，多個所述電荷放電曲線上的采樣點均選取所述電荷放電曲線上與所述脈沖展寬電信號下降沿對應的曲線部分。