[發(fā)明專利]微波激光雷達一體化系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710300784.3
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107102322A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 張勇;楊成華;趙遠;徐璐;劉越豪;沈志強;邱鵬宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01S13/86
• 分類號: G01S13/86;G01S13/08;G01S17/02;G01S17/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳泉清

1.微波激光雷達一體化系統(tǒng)，其特征在于，它包括鎖模激光器(1)、2個1×2分束器、2個F-P濾波器、2個光學帶通濾波器、MEMS光開關(5)、光纖放大器(6)、光環(huán)形器(7)、準直器(8)、發(fā)射/接收器件(9)、延時光纖(10)、2個2×1耦合器、2個光電探測器、電放大器(13)、功分器(14)、電環(huán)形器(15)、微波天線(16)、延時器(17)、乘法器(18)、模數(shù)轉換器(19)和數(shù)字信號處理器(20)；

所述的2個1×2分束器分別定義為1號1×2分束器(2-1)和2號1×2分束器(2-2)，且1號1×2分束器(2-1)輸出光強相同的兩束光；

2個F-P濾波器分別定義為1號F-P濾波器(3-1)和2號F-P濾波器(3-2)；

2個光學帶通濾波器分別定義為1號光學帶通濾波器(4-1)和2號光學帶通濾波器(4-2)；

2個2×1耦合器分別定義為1號2×1耦合器(11-1)和2號2×1耦合器(11-2)；

2個光電探測器分別定義為1號光電探測器(12-1)和2號光電探測器(12-2)；

鎖模激光器(1)輸出的光經1號1×2分束器(2-1)分束后，輸出激光雷達探測的載波信號光和微波雷達探測的載波信號光這兩束光，

其中，1號1×2分束器(2-1)輸出的激光雷達探測的載波信號光入射至1號F-P濾波器(3-1)進行頻率選擇后，入射至1號光學帶通濾波器(4-1)進行濾波，然后入射至MEMS光開關(5)，

MEMS光開關(5)的1號出光口輸出的光經光纖放大器(6)進行功率放大后，入射至2號1×2分束器(2-2)進行分束后，輸出兩束光，該兩束光分別定義為本振光和信號光，信號光的光強大于本振光的光強；

MEMS光開關(5)的2號出光口輸出的光入射至2號2×1耦合器(11-2)；

MEMS光開關(5)的1號出光口和2號出光口輸出光信號作為切換控制指令，使激光雷達探測和微波雷達探測擇一工作；

其中，信號光依次經光環(huán)形器(7)和準直器(8)后，又經發(fā)射/接收器件(9)進行擴束準直后，入射至待測目標，經待測目標反射后輸出的回波信號光，經發(fā)射/接收器件(9)進行匯聚后，又依次經準直器(8)和光環(huán)形器(7)后，入射至1號2×1耦合器(11-1)；

本振光通過延時光纖(10)入射至1號2×1耦合器(11-1)；

1號2×1耦合器(11-1)對接收的本振光和回波信號光進行耦合后，入射至光電探測器(12-1)進行光電轉化后，獲得的激光雷達探測中頻差頻信號發(fā)送至模數(shù)轉換器(19)；

1號1×2分束器(2-1)輸出的微波雷達探測的載波信號光入射至2號F-P濾波器(3-2)進行頻率選擇后，入射至2號光學帶通濾波器(4-2)進行濾波后，又入射至2號2×1耦合器(11-2)；

2號2×1耦合器(11-2)對接收的兩束光進行耦合后，入射至2號光電探測器(12-2)，進行光電轉化，獲得的電信號經電放大器(13)進行功率放大后，送至功分器(14)進行功率分配，獲得兩路電信號；

功分器(14)輸出的第一路電信號依次經電環(huán)形器(15)和微波天線(16)后，以微波的形式入射至待測目標，該微波經待測目標反射后，依次通過微波天線(16)和電環(huán)形器(15)送至乘法器(18)；

功分器(14)輸出的第二路電信號經延時器(17)延時后，送至乘法器(18)；

功分器(14)輸出的第一路電信號的功率大于第二路電信號的功率；

乘法器(18)對接收的微波和延時后的第二路電信號進行相乘，獲得微波雷達探測中頻差頻信號送至模數(shù)轉換器(19)；

模數(shù)轉換器(19)對接收的激光雷達探測中頻差頻信號或微波雷達探測中頻差頻信號進行模數(shù)轉換后，獲得的數(shù)據(jù)信號輸入至數(shù)字信號處理器(20)，數(shù)字信號處理器(20)對接收的數(shù)據(jù)信號進行處理，從而獲得待測目標的距離。