Ảnh hưởng công suất đỉnh laser tới khả năng phát hiện UAV của LIDAR trong điều kiện khí quyển biến đổi

Tóm tắt

Nghiên cứu này trình bày phân tích Link budget toàn diện để tối ưu hóa công suất đỉnh laser trong hệ thống LIDAR (phát hiện và đo xa bằng ánh sáng) phát hiện UAV hoạt động trong điều kiện khí quyển biến đổi. Mô hình phân tích kết hợp định luật truyền qua khí quyển Beer Lambert, tán xạ mục tiêu Lambertian và đặc tính đầu thu quang (APD) để thiết lập mối quan hệ giữa công suất và cự ly trong bốn kịch bản khí quyển (hệ số suy hao  từ 0.1 đến 0.6 km^-1). Được kiểm chứng qua mô phỏng Monte Carlo, phân tích của chúng tôi chứng minh rằng để duy trì xác suất phát hiện P_d=0.9 cho mục tiêu UAV kích thước 0.3x0.3 m ở cự ly 1000 m cần điều khiển công suất thích ứng từ 3.75 kW đến 10.18 kW. Nghiên cứu đưa ra các thông số định lượng để thiết kế hệ thống LIDAR thông minh với khả năng điều biến công suất thích ứng theo thời tiết. Nhờ vậy, hệ thống tiết kiệm được 40 đến 60% công suất so với hệ thống cố định vốn phải luôn chạy ở công suất cao nhất trong cả điều kiện thời tiết tốt lẫn sương mù.