1。2。1 激光雷达的发展状况

1。2。2 Dammann 光栅的发展状况

1。3 论文的研究内容

本论文完成的主要研究工作主要归纳为以下几个方面： 

1。 通过资料调研，了解课题背景及相关方向。总结激光雷达和 Dammann 光栅的国内外研 究进展，为进一步深入探究做准备。

2。 阐述了激光雷达的原理、结构，总结比较了了激光雷达不同照明方式；对激光雷达发 射机的构造予以说明。明确了实现线阵发射机的关键在于产生光束线阵，并对实现阵列输出 的方法予以了总结。

3。 设计出基于 Dammann 光栅的一维线阵激光雷达发射机的原理图；给出了选择激光器 应关注的参数；解释了倒置望远镜系统作为扩束准直装置的原理及准直扩束效果；给出了 Dammann 的相关参数。

4。 以普通光栅的衍射和分光原理为基础，对一维 Dammann 光栅的分束原理做了相关推 导；给出了一维 Dammann 光栅的设计方法；实现了基于遗传算法的一维 Dammann 光栅优化 设计方法；设计出分束比为 13 的 Dammann 光栅。

5。 对设计的 Dammann 光栅做菲涅尔衍射仿真，给出了用 Matlab 仿真的处理过程并给出 仿真结果；指出了 Matlab 仿真的缺陷；对 Dammann 光栅的横向误差和纵向误差对分光均匀 性的影响作了分析。

6。 对 Dammann 光栅进行了参数测量试验；搭建基于 Dammann 光栅的激光雷达线阵发射机 原理装置，测量了相关数据，分析实验结果。

2 激光雷达线阵发射机的实现方式

2。1 激光雷达的基本原理与组成

2。1。1 激光雷达原理

“雷达”是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备。其功能包含：搜索和发现目标；测 量其距离、速度、角位置等运动参数；测量目标反射率，散射截面和形状等特征参数。激光 雷达从光电辐射探测和传统雷达的基础上发展而来，传统雷达以微波和毫米波段的电磁波作 为载波，激光雷达以激光作为载波[3]。文献综述

激光雷达的基本探测原理为：激光雷达系统先向欲探测目标发射一束激光探测信号，探 测信号被目标发射，反射波作为回波信号被激光雷达系统接收，然后雷达系统将接收到的回 波信号与发射信号做比较分析，通过分析获得目标的形状、位置、运动状态等信息，从而实 现测距、成像、目标识别与跟踪等功能。

2。1。2 激光雷达的组成

激光雷达系统主要是由激光发射机、激光接收机、信息处理系统、伺服控制系统以及操 控显示终端等组成[4]。图 2。1 给出了一个激光雷达的简易方框图：

图 2。1 激光雷达的组成图示

   其中，光束控制器对来自激光器的光束进行准直扩束处理，如果是线阵或面阵激光雷达还 要借助阵列发生器对光束进行分束，产生一维或二维点阵。发射光学系统发出激光探测信号， 通常该系统包含扫描装置（比如机械转镜等），以实现探测信号对目标的覆盖。接收光学系统 接收目标物体反射来的回波信号。对于相干激光雷达，其发射系统与接收系统在同一装置中， 称为收发合置系统。光电探测器将接收到的光信号转变为可被计算机处理的电信号，经过放来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

大器对信号放大，在信息处理系统中对信号进行强度测量、脉冲记数、差分等处理，以得到 目标的各种信息。