[發明專利]一種用于遠距目標測量的脈沖多普勒激光雷達

有效

• 申請號: 202011386590.8
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112630746B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 王鵬飛;楊宇光;孫喜文;張偉
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S7/483;G01S17/88
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 張亞輝

本發明公開了一種用于遠距目標測量的脈沖多普勒激光雷達。包括電源，種子激光器，環形器，聲光調制器，光放大器，光學系統，信號處理器，探測器，伺服系統；所述電源分別與種子激光器、聲光調制器、光放大器、信號處理器、探測器和伺服系統電連接，所述種子激光器與環形器、探測器通過光纖連接，所述環形器與聲光調制器、光學系統通過光纖連接，所述聲光調制器與所述光放大器通過光纖連接，所述光放大器與所述光學系統通過光纖連接，所述光學系統與所述伺服系統通過機械安裝連接，所述信號處理器與所述聲光調制器、所述探測器和所述伺服系統電連接。具有靈敏度高、作用距離遠、光電檢測難度小、相干匹配難度低、測量精度高、測速范圍大等優點。

技術領域

本發明涉及一種激光雷達，特別是一種用于遠距目標測量的脈沖多普勒激光雷達。

背景技術

脈沖多普勒激光雷達在大氣成分探測、風速測量、軍事目標探測等多領域有著廣泛應用。當前的脈沖多普勒激光雷達分為直接探測體制和外差探測體制，外差探測靈敏度相比直接探測要高很多，因此在同等發射功率情況下，外差探測距離比直接探測遠。但是受限于探測器散粒噪聲，外差檢測靈敏度無法進一步提高，因此當需要進一步提升探測距離時，就只能通過提升發射功率、增加接收口徑等方法，這些方法會造成設備體積、重量、功耗的增加，增加設備成本的同時給使用帶來諸多不便。

激光自混合干涉技術是一種可對極弱回波信號進行檢測的激光檢測技術，由于激光腔的共振放大作用，可以突破探測器散粒噪聲的限制，比普通的外差檢測手段更有利于弱小信號的檢測，因此更適用于遠距目標測量。普通的激光自混合干涉探測設備使用單一激光器完成回波放大，激光發射功率過低，同樣無法實現遠距目標探測；激光器工作于連續模式，不具備測距功能；受限于激光器弛豫振蕩頻率帶寬，無法實現高速目標速度測量。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于遠距目標測量的脈沖多普勒激光雷達，采用基于移頻加光放大的體制，解決普通激光自混合干涉設備發射功率低、無測距功能、測量帶寬受限等缺點。

為實現上述目的，本發明用于遠距目標測量的激光雷達，包括電源、種子激光器、環形器、聲光調制器、光放大器、光學系統、信號處理器、探測器和伺服系統；電源分別與種子激光器、聲光調制器、光放大器、信號處理器、探測器和伺服系統電連接，種子激光器與環形器、探測器均通過光纖連接，環形器與聲光調制器、光學系統通過光纖連接，聲光調制器與光放大器通過光纖連接，光放大器與光學系統通過光纖連接，光學系統與伺服系統通過機械安裝連接，信號處理器與聲光調制器、探測器和伺服系統電連接。

進一步地，種子激光器為1550nm的連續光激光器。

進一步地，連續光激光器的功率為1mW～10mW的連續光激光器。

進一步地，環形器的連接方式為，環形器的一端與光學系統相連接，環形器的二端與種子激光器相連，環形器的三端與聲光調制器相連。

進一步地，聲光調制器為能將種子激光器輸出連續光調制為脈沖光、且具有可調移頻范圍的聲光調制器。

進一步地，光放大器為基于摻鉺光纖且輸出平均功率不低于1W的光放大器。

進一步地，光學系統為收發共口徑光學系統。

進一步地，探測器為InGaAs光電二極管。

進一步地，電連接為線纜連接。