[發明專利]一種雙?？刂频南嗫仃嚰す饫走_系統及方法

有效

• 申請號: 201810412314.0
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108897003B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 郝群;張佳利;曹杰;閆雷;李毅東;張芳華
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S7/484;G01S7/4863;G01S7/4865
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

1.一種雙模控制的相控陣激光雷達系統，其特征在于：是基于掃描高分辨與凝視高幀頻雙?？刂频亩喙馐嗝骊嚰す饫走_系統，包括計算機圖像采集處理系統(1)、高速并行采集計時模塊(2)、光源驅動模塊(3)、主控電路模塊(4)、同步控制電路模塊(5)、光纖陣列相控陣發射系統(6)和接收系統(7)；

高速并行采集計時模塊(2)包括通訊端口(2.1)和四個APD探測器陣列讀出電路模塊A、B、C、D；其中，四個APD探測器陣列讀出電路模塊A、B、C、D包括：跨阻放大電路、低通濾波電路、差分互相關濾波器、時刻鑒別電路、峰值保持電路和嵌入式高速信號處理平臺；

光纖陣列相控陣發射系統(6)包括外差法相控系統(6.1)、連續光纖激光器(6.2)、分束器(6.3)、光纖(6.4)、電光調制器(6.5)、相位調制器(6.6)、光隔離器(6.7)、連續光纖放大器(6.8)、準直擴束器(6.9)、采樣器(6.10)、相控陣偏轉結構(6.11)和移頻器(6.12)；

外差法相控系統(6.1)包括射頻參考振蕩器(6.1.1)、合成器(6.1.2)、多路復用器(6.1.3)、探測器(6.1.4)和透鏡(6.1.5)；

接收系統(7)包括四個基于小像元素面陣的APD陣列探測器(7.1、7.2、7.3、7.4)；

光源驅動模塊(3)驅動連續光纖激光器(6.2)產生高功率連續激光；連續激光由分束器(6.3)被分成一路參考光束和N路信號光，其中，一路參考光占總光強10％以下的能量，定義為小部分參考光，經光纖通過移頻器(6.12)后被移頻，用于外差拍頻；N路信號光占總光強90％以上的能量，N路信號光經光纖通過受控于脈沖觸發的電光調制器(6.5)形成脈沖光束，并對脈沖光的振幅進行放大傳輸給相位調制器(6.6)；相位調制器(6.6)對脈沖光進行相位調制后，經過光隔離器(6.7)傳輸給連續光纖放大器(6.8)，連續光纖放大器(6.8)再次對N路脈沖光的功率進行放大后傳輸給準直擴束器(6.9)；準直擴束器(6.9)對放大功率的脈沖光的光束直徑進行準直擴束后傳輸給采樣器(6.10)；N路脈沖光95％以上穿過采樣器(6.10)，再通過相控陣偏轉結構(6.11)在空間上相干合成一束高功率脈沖激光；另外5％以下與小部分參考光進行外差拍頻，拍頻后反射到外差法相控系統(6.1)中的透鏡(6.1.5)聚集后被探測器(6.1.4)接收，實現對外差拍頻信號的獲??；該外差拍頻信號包含了參考光與N路脈沖光的相對相位信息，探測器(6.1.4)將N個相位差信息數據傳輸到多路復用器(6.1.3)內，多路復用器(6.1.3)將N個輸入通道的相位差電信號復用到輸出通道上，然后再傳輸給合成器(6.1.2)；同時，將計算得到的N路脈沖光的射頻參考相位信號由射頻參考振蕩器(6.1.1)也送入合成器(6.1.2)；合成器(6.1.2)對射頻參考振蕩器(6.1.1)輸出的N路參考相位信號與N路脈沖光變化后的相位信號分析比對后，按照外差鎖相控制算法生成N路脈沖光的相位控制電壓信號，實時將N路補償后的相位電壓信號反饋給各路的相位調制器(6.6)，各路的相位調制器(6.6)對各路脈沖信號光的相位進行調制，經過多次重復此過程，直到N路脈沖信號光的相位信息與N路參考相位信號相同為止，即完成每路信號光的實時相位補償，確保輸出的N路脈沖信號光的相位能夠符合某一預設角度下光束相干合成要求；從而實現在鎖相的同時，又能夠針對某一預設角度的N路信號光，通過相控陣偏轉結構(6.11)后相干合成一束高功率脈沖激光。