[發(fā)明專利]一種高精度激光回波頻率調(diào)制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811322928.6
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN109375230B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜漸;張興;趙宏鳴;高陽;虞紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京仿真中心
• 主分類號(hào): G01S17/02
• 分類號(hào): G01S17/02;G01S7/48
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;金躍

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種高精度激光回波頻率調(diào)制系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括：激光器、第一非偏振分束器、第二非偏振分束器、第一半波片、第二半波片、第一偏振分束器、第二偏振分束器、聲光調(diào)制器、第二反射鏡、第三反射鏡、光電探測(cè)器、頻譜分析裝置。該系統(tǒng)以激光為光源，以聲光調(diào)制器為外調(diào)制源，用外差探測(cè)的方式觀測(cè)不同目標(biāo)特征的微多普勒信息，并通過一系列時(shí)頻信號(hào)處理方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)回波信號(hào)微多普勒信息的提取，從而實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中模擬真實(shí)的微多普勒激光散射回波信號(hào)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高精度激光回波頻率調(diào)制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

多普勒效應(yīng)是一種將運(yùn)動(dòng)速度關(guān)聯(lián)于波動(dòng)頻率變化的自然現(xiàn)象。一個(gè)目標(biāo)或目標(biāo)組成部分的機(jī)械振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)產(chǎn)生附加頻率調(diào)制，導(dǎo)致在目標(biāo)的多普勒頻率兩側(cè)產(chǎn)生邊帶，這種頻率調(diào)制稱為微多普勒效應(yīng)。很多運(yùn)動(dòng)形式都會(huì)產(chǎn)生微多普勒現(xiàn)象，如彈道導(dǎo)彈飛行中段時(shí)釋放的誘餌彈、直升飛機(jī)的螺旋槳、噴氣引擎、雷達(dá)天線等都包含了微多普勒特征。目標(biāo)的微多普勒特性反映了目標(biāo)的幾何結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特征，為目標(biāo)特征提取和目標(biāo)識(shí)別提供了新的途徑。

如果被測(cè)目標(biāo)作勻速平動(dòng)，則多普勒頻移將是一個(gè)定值。但在情況中，被測(cè)目標(biāo)在整體運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，目標(biāo)或目標(biāo)的某一部分往往還存在自身的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。目標(biāo)的整體運(yùn)動(dòng)會(huì)使雷達(dá)回波信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的多普勒頻移；而其自身的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)在體多普勒頻移的基礎(chǔ)上對(duì)回波信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)附加的頻率調(diào)制。由于這個(gè)附加的頻率調(diào)制相對(duì)于體多普勒頻移來講一般比較小，所以將這種現(xiàn)象稱為微多普勒效應(yīng)。由目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的雷達(dá)回波信號(hào)的附加調(diào)制相對(duì)于多普勒頻率可能較高，但也可以看作是振動(dòng)的一種特殊情況，也稱為微多普勒效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題之一，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高精度激光回波頻率調(diào)制系統(tǒng)和方法。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第一個(gè)方面，提供了一種紅外輻射場景轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：激光器、第一非偏振分束器、第二非偏振分束器、第一半波片、第二半波片、第一偏振分束器、第二偏振分束器、聲光調(diào)制器、第二反射鏡、第三反射鏡、光電探測(cè)器、頻譜分析裝置；

所述激光器用于產(chǎn)生激光；

所述第一非偏振分束器，用于將所述激光分為2束，形成第1束激光和第2束激光；

所述第二非偏振分束器，用于將第1束激光的一部分透至所述第二反射鏡，將第1束激光的另一部分反射至所述第二偏振分束器；

所述第二反射鏡，用于反射所述第二非偏振分束器透過的激光；

所述第二偏振分束器，用于純化偏振來自所述第二非偏振分束器的激光，將純化偏振后的激光輸入所述光電探測(cè)器；

所述聲光調(diào)制器，用于將經(jīng)過第一半波片的第2束激光產(chǎn)生移頻，并返回移頻后的激光；

所述第一偏振分束器，用于將所述聲光調(diào)制器返回的激光反射至所述第三反射鏡，并經(jīng)第三反射鏡反射及第二半波片至所述第二非偏振分束器；

所述第二非偏振分束器，還用于將所述第二半波片傳出的激光透至所述第二偏振分束器；

所述頻譜分析裝置，用于分析光電探測(cè)器的輸出得到微多普勒信號(hào)。

可選地，所述激光器為532納米半導(dǎo)體激光器。

可選地，所述激光器產(chǎn)生的激光為超窄線寬單頻激光。

可選地，所述激光器通過控制激光管溫度并且采用高精度電流源供電，產(chǎn)生超窄線寬激光。

可選地，所述聲光調(diào)制器通過微波驅(qū)動(dòng)非線性晶體的晶格振蕩產(chǎn)生聲波，所述聲波與所述第2束激光發(fā)生矢量耦合，形成聲波與光波頻率的耦合疊加，完成移頻，并返回移頻后的激光。

可選地，移頻角度位于為10度至20度范圍中。