[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611202248.1
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN106707260B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏?zhàn)雍?/a>;眭曉林;劉波;曹昌東;趙娟瑩;吳姿妍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 于金平

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：第一激光器、第二激光器、收發(fā)鏡頭、合束器及鎖頻環(huán)：第一激光器，用于在第一預(yù)設(shè)溫度產(chǎn)生發(fā)射光源；第二激光器，用于在第二預(yù)設(shè)溫度產(chǎn)生本振參考光；收發(fā)鏡頭，用于將發(fā)射光源發(fā)射至目標(biāo)，并接收目標(biāo)反射的回波信號(hào)；合束器，用于將回波信號(hào)與本振參考光進(jìn)行合束處理；鎖頻環(huán)，用于根據(jù)合束處理后的信號(hào)對本振參考光進(jìn)行頻率調(diào)制，當(dāng)本振參考光與回波信號(hào)的頻差滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，完成對回波信號(hào)的跟蹤鎖定。借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)光頻率的跟蹤鎖定，從而實(shí)現(xiàn)克服高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)所產(chǎn)生的多普勒頻移對相干測距的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

激光的高相干性使相干光作為雷達(dá)發(fā)射源成為可能，激光相干探測相較傳統(tǒng)直接探測具有高出數(shù)個(gè)量級(jí)的探測靈敏度，具有較好的應(yīng)用前景，因此相干探測技術(shù)被運(yùn)用到激光雷達(dá)中。測距是雷達(dá)的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，激光相干測距雷達(dá)的原理是，將光源分成兩路，分別作為本振光和發(fā)射光。發(fā)射光照射目標(biāo)返回后攜帶了目標(biāo)的距離信息，返回光與本振光混頻，從混頻結(jié)果中可得知距離信息，完成探測，傳統(tǒng)相干測距系統(tǒng)的模型示意圖如圖1所示。

在實(shí)際試驗(yàn)中，上述方案可以滿足探測靜止或低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，但如果是探測高速飛機(jī)，回波信號(hào)會(huì)因?yàn)轱w機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生非常大的多普勒頻移，頻移可能達(dá)到幾百兆甚至幾吉赫茲，這樣信號(hào)就超出系統(tǒng)的探測帶寬，系統(tǒng)就失去了測距能力。

發(fā)明內(nèi)容

為了有效的克服運(yùn)動(dòng)目標(biāo)帶來的多普勒干擾，解決激光相干測距只能測量靜止或低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定系統(tǒng)，包括：第一激光器、第二激光器、收發(fā)鏡頭、合束器及鎖頻環(huán)：

所述第一激光器，用于在第一預(yù)設(shè)溫度產(chǎn)生發(fā)射光源；

所述第二激光器，用于在第二預(yù)設(shè)溫度產(chǎn)生本振參考光；

所述收發(fā)鏡頭，用于將所述發(fā)射光源發(fā)射至目標(biāo)，并接收所述目標(biāo)反射的回波信號(hào)；

所述合束器，用于將所述回波信號(hào)與所述本振參考光進(jìn)行合束處理；

所述鎖頻環(huán)，用于根據(jù)合束處理后的信號(hào)對所述本振參考光進(jìn)行頻率調(diào)制，當(dāng)所述本振參考光與所述回波信號(hào)的頻差滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，完成對所述回波信號(hào)的跟蹤鎖定。

本發(fā)明還提供的一種應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定方法，包括以下步驟：

第一激光器在第一預(yù)設(shè)溫度產(chǎn)生發(fā)射光源，并發(fā)射至目標(biāo)；

第二激光器在第二預(yù)設(shè)溫度產(chǎn)生本振參考光；

接收所述目標(biāo)反射的回波信號(hào)；

將所述回波信號(hào)與所述本振參考光進(jìn)行合束處理；

根據(jù)合束處理后的信號(hào)對所述本振參考光進(jìn)行頻率調(diào)制，當(dāng)所述本振參考光與所述回波信號(hào)的頻差滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，完成對所述回波信號(hào)的跟蹤鎖定。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于激光相干測距的光頻率跟蹤鎖定系統(tǒng)及方法，針對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)產(chǎn)生較大多普勒頻移導(dǎo)致信號(hào)超出系統(tǒng)帶寬的問題，使用兩臺(tái)激光器分別作為發(fā)射源和本振源，然后使用本振源進(jìn)行掃頻，完成對回波信號(hào)的搜索跟蹤，使回波滿足系統(tǒng)帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)光頻率的跟蹤鎖定，克服高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)所產(chǎn)生的多普勒頻移對相干測距的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相干探測，解決了激光相干測距測量高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的問題。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)相干測距系統(tǒng)的模型示意圖；