[發(fā)明專利]外差脈沖壓縮式多功能激光雷達及其控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310029715.5
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103116164A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 張勇;劉麗萍;趙遠;楊成華;郭瑞;徐路
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S17/10;G01S7/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.外差脈沖壓縮式多功能激光雷達，其特征在于，它包括穩(wěn)頻激光器(1)、分束鏡(2)、線性調(diào)頻器(3)、第一偏振片(4)、第一1/4波片(5)、發(fā)射天線(6)、接收天線(7)、第二偏振片(8)、第二1/4波片(10)、第一反射鏡(11)、第二反射鏡(12)、1/2波片(13)、APD、放大器、脈沖壓縮模塊和FFT模塊；

在穩(wěn)頻激光器(1)發(fā)射的激光的光軸上依次設置分束鏡(2)、線性調(diào)頻器(3)、第一偏振片(4)、第一1/4波片(5)和發(fā)射天線(6)，經(jīng)分束鏡(2)透射的光依次經(jīng)過線性調(diào)頻器(3)、第一偏振片(4)、第一1/4波片(5)入射至發(fā)射天線(6)，經(jīng)發(fā)射天線(6)發(fā)射至目標，

經(jīng)分束鏡(2)反射的光入射至第一反射鏡(11)，經(jīng)第一反射鏡(11)反射后的光入射至第二反射鏡(12)，經(jīng)第二反射鏡(12)反射的光入射至1/2波片(13)，

經(jīng)接收天線(7)接收的回波激光入射至第二偏振片(8)，經(jīng)第二偏振片(8)透射的光入射至第二1/4波片(10)，經(jīng)第二1/4波片(10)透射的光和經(jīng)1/2波片(13)透射的光同時入射至APD，經(jīng)APD轉(zhuǎn)換后輸出的電信號發(fā)送給放大器，經(jīng)放大器放大后的電信號分別發(fā)送給脈沖壓縮模塊和FFT變換模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外差脈沖壓縮式多功能激光雷達，其特征在于，入射至分束鏡(2)的光能量被透射和反射的比值為(9～100)∶1。

3.基于權(quán)利要求1所述的外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的控制方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟一：所述外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的FFT變換模塊不工作，當脈沖壓縮模塊輸出含有目標的距離信息的電信號時，轉(zhuǎn)入步驟二；

步驟二：所述外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的線性調(diào)頻器(3)和脈沖壓縮模塊停止工作，F(xiàn)FT變換模塊開始工作，當FFT變換模塊輸出目標的速度信息以及微多普勒信息時，轉(zhuǎn)入步驟三；

步驟三：所述外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的發(fā)射天線(6)和接收天線(7)停止工作，并將穩(wěn)頻激光器(1)發(fā)射的激光送入本地繞行的光纖，所述光纖輸出的信號與第二反射鏡(12)反射的本地激光利用APD混頻，當FFT變換模塊輸出本地平臺的振動情況的信號時，轉(zhuǎn)入步驟一。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的控制方法，其特征在于，

步驟一中所述脈沖壓縮模塊輸出含有目標的距離信息的電信號的實現(xiàn)過程為：穩(wěn)頻激光器(1)發(fā)射的激光入射至分束鏡(2)，線性調(diào)頻器(3)對經(jīng)分束鏡(2)透射的光進行線性調(diào)制，線性調(diào)頻器(3)調(diào)制后的光依次經(jīng)過第一偏振片(4)、第一1/4波片(5)入射至發(fā)射天線(6)，接收天線(7)接收的回波信號依次經(jīng)第二偏振片(8)入射至第二1/4波片(10)，經(jīng)第二1/4波片(10)透射的光與第二反射鏡(12)反射的本地激光利用APD混頻，混頻后的電信號依次經(jīng)放大器和脈沖壓縮模塊，脈沖壓縮模塊輸出含有目標的距離信息的電信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的控制方法，其特征在于，

步驟二中所述FFT變換模塊輸出目標的速度信息以及微多普勒信息的實現(xiàn)過程為：

穩(wěn)頻激光器(1)發(fā)射的激光入射至分束鏡(2)，分束鏡(2)透射的光依次經(jīng)過第一偏振片(4)、第一1/4波片(5)入射至發(fā)射天線(6)，接收天線(7)接收的回波信號依次經(jīng)第二偏振片(8)入射至第二1/4波片(10)，經(jīng)第二1/4波片(10)透射的光與第二反射鏡(12)反射的本地激光利用APD混頻，依次經(jīng)放大器和FFT變換模塊，F(xiàn)FT變換模塊輸出目標的速度信息以及微多普勒信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外差脈沖壓縮式多功能激光雷達的控制方法，其特征在于，

步驟三中所述FFT變換模塊輸出本地平臺的振動情況的信號的實現(xiàn)過程為：

穩(wěn)頻激光器(1)發(fā)射的激光送入本地繞行的光纖，所述本地繞行的光纖輸出的信號與第二反射鏡(12)反射的本地激光利用APD混頻，依次經(jīng)放大器和FFT變換模塊，F(xiàn)FT變換模塊輸出本地平臺的振動情況的信號。