تخمین زمان ورود پالسهای برگشتی لیدار

یکی از مسائل مهم در رادارهای لیزری (لیدارهای) مبتنی بر آشکارسازهای نوری شمارش فوتونی، برآورد زمان ورود (تأخیر) پالس نوری دریافت شده به گیرنده است؛ موضوعی که از زمان استفاده از این نوع آشکارسازها موردتوجه محققان این حوزه بوده است. تاکنون بررسیهای گوناگونی روی این موضوع انجام شده است. با مرور کارهای قبلی ادامه ی بررسی در دو حوزه مناسب می نماید. نخست آن که صرفاً به پیدا کردن باند خطا اکتفا نشود و راهکاری عملی برای برآورد مذکور پیشنهاد شود. ثانیاً در محاسبهی پارامتر یادشده حتی الامکان شرایط برآورد به واقعیت نزدیک شود. این پایان نامه با فرض شکل موج گوسی برای پالس دریافتی ابتدا به اصلاح روابط برآورد حداکثر درست نمایی تأخیر با لحاظ اثر زمان مرده ی آشکارساز در حالت بدون نویز پس زمینه می پردازد. پس از به دست آوردن رابطه ی برآورد حداکثر درست نمایی، سه روش تقریبی را برای حل این معادله مورد بررسی قرار می دهیم. از آن جا که تمرکز پایان نامه معطوف به لیدارهای برد بلند است، در شبیه سازی ها از مقادیر واقعی تأخیر متناسب با محدوده ی عملکرد این دسته فاصله یاب ها استفاده شده است. پس از تحلیل برآورد حداکثر درست نمایی، دو روش میانگین گیری و روش مبتنی بر شیوه ی نرخ شمارش که مبنای شهودی دارند مورد تحلیل قرارگرفته اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد این دو شیوه باوجود مبنای شهودی می توانند در حالت های پیچیده ای که برخی از روش های مبتنی بر برآورد حداکثر درست نمایی قابل اعمال نیستند موفق عمل کنند و حتی در حالت بدون نویز در برخی موارد از روش های مبتنی بر برآورد حداکثر درست نمایی با منجر شدن به خطای کمتر، عملکرد بهتری از خود نشان دهند. درنهایت برای هر یک از مقادیر تأخیر مورد بررسی به ارائه ی بهترین روش محاسبه ی برآورد با توجه به پهنای پالس مورد استفاده می پردازیم. در گام بعدی اثر نویز پس زمینه و لرزش آشکارساز را به اثر زمان مرده اضافه کرده و با تکرار تحلیل های قبلی با در نظر گرفتن همزمان هر سه پارامتر غیر ایده آلی برای هر محدوده از تأخیر، روش و مقدار پهنای پالس مناسب را ابتدا با صرف نظر از رخدادهای نویز خارج از کرسی سیگنال و سپس با فرض رخدادهای نویز متقارن حول مقدار واقعی تأخیر و خارج از کرسی سیگنال معرفی نموده ایم. ازآن جایی که هیچ یک از روش های قبلی در حالت توزیع غیرمتقارن رخدادهای نویز خارج از کرسی سیگنال موفق نیست برای این حالت یک روش ردگیری مانند برآورد تأخیر ارائه شد که نتایج شبیه سازی ها عملکرد مطلوب این روش را نشان می دهد. در پایان در یک رویکرد متفاوت با استفاده از فیلترهای وفقی به آشکارسازی جهش های محسوس در تأخیر پرداخته ایم که نتایج شبیه سازی استفاده ی موفقی از فیلتر وفقی rls را برای نیل به هدف یادشده به نمایش می گذارد به طوری که الگوریتم ارائه شده موفق به آشکارسازی تغییرات بزرگ تر یا مساوی با یک ونیم برابر مقدار اولیه ی تأخیر شده است.