[發明專利]基于原子接收機的FMCW雷達系統及距離測量方法

在審

• 申請號: 202110317777.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113109799A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 林沂;吳逢川;王延正;武博;安強;付云起
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/34
• 分類號: G01S13/34
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種基于原子接收機的FMCW雷達系統，其特征在于，所述系統包括FMCW信號源、原子接收機和信號處理模塊；

所述FMCW信號源用于根據預設的信號發射周期發送FMCW信號；

所述原子接收機用于在預設的信號接收周期接收所述FMCW信號經目標反射產生的回波信號；

所述信號處理模塊用于處理所述原子接收機收到所述回波信號后輸出的EIT譜信號，根據所述EIT譜信號的EIT透射峰值的變化得到所述FMCW信號和所述回波信號間的差頻信號，得到所述目標的距離測量值。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述FMCW信號源發送的FMCW信號的頻率為：

f＝f₀+(B/T)*t

其中，f₀為FMCW信號的起始頻率，B為FMCW信號的頻率帶寬，T為FMCW信號的調制周期，t為FMCW信號的在調制周期T內的信號發射時間。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述信號處理模塊計算所述目標的距離測量值的方式為：

其中，表示目標的距離測量值，c表示自由空間的光速，Δf表示所述差頻信號。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的系統，其特征在于，所述原子接收機包括探測激光器、耦合激光器、探測光二向色鏡、耦合光二向色鏡、原子氣室和光電探測器；

所述探測激光器發射的探測光經所述探測光二向色鏡穿過所述原子氣室；

所述耦合激光器發射的耦合光經所述耦合光二向色鏡穿過所述原子氣室；

所述原子氣室產生的透射光由所述光電探測器轉換為電信號，所述電信號為原子接收機的輸出信號。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述原子氣室是由堿金屬原子蒸氣填充的密閉玻璃器皿。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述堿金屬原子為銫原子或銣原子。

7.一種基于原子接收機的距離測量方法，其特征在于，所述方法包括：

使用FMCW信號源根據預設的信號發射周期發送FMCW信號；

使用原子接收機在預設的信號接收周期接收所述FMCW信號經目標反射產生的回波信號；

使用信號處理模塊處理所述原子接收機收到所述回波信號后輸出的EIT譜信號，根據所述EIT譜信號的EIT透射峰值的變化得到所述FMCW信號和所述回波信號間的差頻信號，得到所述目標的距離測量值。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，根據所述EIT譜信號的EIT透射峰值的變化得到所述FMCW信號和所述回波信號間的差頻信號，得到所述目標的距離測量值的方式包括：

其中，表示目標的距離測量值，c表示自由空間的光速，Δf表示所述差頻信號，B為FMCW信號的頻率帶寬，T為FMCW信號的調制周期。

9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求7或8所述方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求7或8所述方法的步驟。