[發明專利]ICCD增益正弦波調制無掃描速度成像器

無效

• 申請號: 200910071453.2
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101487897A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 孫秀冬;張勇;趙遠;靳辰飛;張宇;劉麗萍;何姜;王飛;吳杰;陳鍾賢
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S17/58
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發明屬于光電成像領域，具體是涉及一種應用ICCD增益正弦波調制成像的成像器。

背景技術

目前在光電成像領域的一大難題就是如何獲取目標的速度像。速度成像對于目標識別，交通管制等領域具有重大意義。已有速度成像方式主要是基于單點目標的多普勒頻移得到目標上某一個單點位置的速度，再通過掃描器對目標上其余各個點進行掃描，最終通過計算獲得目標作為一個整體的速度像。由于受掃描器掃描速度的影響，造成目標各點速度不是同時測得的，因此瞬時的測速誤差很大，如果目標是一個關聯性較差的群體目標，則會帶來更大的測速誤差。

發明內容

本發明的目的是解決目前基于多普勒頻移逐點掃描獲取目標速度像的測速裝置誤差大的問題，提供了ICCD增益正弦波調制無掃描速度成像器。

本發明包括正弦波函數發生器、半導體激光電源、半導體激光器、發射光學整形系統、高壓調制電源、接收光學系統、ICCD面陣探測器和控制處理器，半導體激光器發射出的激光光束經發射光學整形系統整形后照射到目標上，經目標反射后的激光光束被接收光學系統接收、匯聚至ICCD面陣探測器的光輸入端，ICCD面陣探測器的圖像輸出端與控制處理器的圖像輸入端相連，控制處理器的函數發生控制端與正弦波函數發生器的控制端相連，正弦波函數發生器的激光發射控制端與半導體激光電源的控制端相連，半導體激光電源的輸出端與半導體激光器的輸入端相連，正弦波函數發生器的調制信號控制端與高壓調制電源的控制端相連，高壓調制電源的調制信號輸出端與ICCD面陣探測器的調制信號控制端相連，

控制處理器(8)對ICCD面陣探測器(7)輸出的信號進行傅立葉變換獲得目標上各點同一時刻的速度，進而獲得目標的速度像；

所述正弦波函數發生器1產生的正弦波信號通過控制半導體激光電源2驅動半導體激光器3發射激光光束，所述發射的激光光束為：

P(t)＝P₀sinωt，(2)

其中，P(t)為發射激光光束的光強，P₀為發射激光光束光強的幅值，ω為所述正弦波的頻率；

所述發射的激光光束經發射光學整形系統4整形后照射到目標上，經目標反射后的激光光束被接收光學系統6接收并匯聚至ICCD面陣探測器7的光輸入端，形成回波信號，則照射在ICCD面陣探測器7的回波信號表示為：

P_r(t)＝P_asin((ω+Δω)t+φ)，(3)

其中：P_r(t)為回波信號的光強，P_a為回波信號光強P_r(t)的幅值，φ為回波信號與ICCD調制信號的位相延遲，Δω為回波攜帶的目標運動造成的多普勒頻移，且

Δω=vc/ω---(4)]]>

公式(4)中：c為光速，v為目標的運動速度。

正弦波函數發生器1的調制信號控制端與高壓調制電源5的控制端相連，通過高壓調制電源5控制ICCD面陣探測器7的增益G(t)，ICCD面陣探測器7的增益G(t)為：

G(t)＝G₀sinwt，(5)

其中，G₀為所述ICCD面陣探測器7的增益G(t)的幅值，

輸入到ICCD面陣探測器7的回波信號經正弦波調制形成ICCD調制信號，獲得增益，ICCD面陣探測器7的微通道板7-1輸出的中間光信號表示為：

B(t)＝P_asin((ω+Δω)t+φ)×G₀sinwt，(6)

其中，B(t)為ICCD面陣探測器7的微通道板7-1輸出的中間光信號的光強，回波信號與ICCD調制信號進行混頻，混頻后的信號作為ICCD面陣探測器7的微通道板7-1輸出的中間光信號輸出；