[發明專利]一種目標定位系統及方法

在審

• 申請號: 202310003732.5
• 申請日: 2023-01-03
• 公開（公告）號: CN116027263A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 寇軍;李貴蘭;周東明;高紅衛
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S13/06
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

本發明公開了一種目標定位系統及方法，系統包括：探測光模組、耦合光模組、原子蒸汽腔、光電探測模組、本振模組、探測信號模組和處理器；向原子蒸汽腔內輸入兩束相互平行的探測光和兩束相互平行的耦合光，將原子蒸汽腔內的不同空間位置的原子制備到里德堡態；原子蒸汽腔中的原子同時接收本振微波場和空間中目標反射的探測微波場，兩束相互平行的探測光經過原子蒸汽腔后被光電探測模組接收，光電探測模組將調制電信號發送至處理器；處理器基于調制電信號確定目標反射的探測微波場的俯仰角和方位角，并確定目標距離。本發明具有較高的定位精度，并且極大簡化了微波接收系統。

技術領域

本發明涉及量子技術和目標探測技術領域，尤其涉及一種目標定位系統及方法。

背景技術

利用微波探測進行目標定位應用廣泛，但現有目標定位方法需要機動掃描接收天線，通過分析回波功率變化實現目標定位，因此定位系統復雜而且完成一次目標定位的時間較長。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的問題，提供一種目標定位系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種目標定位系統，包括：探測光模組、耦合光模組、原子蒸汽腔、光電探測模組、本振模組、探測信號模組和處理器；

探測光模組向原子蒸汽腔內輸入兩束相互平行的探測光，耦合光模組向原子蒸汽腔內輸入兩束相互平行的耦合光，探測光與耦合光在原子蒸汽腔中兩兩重合，相向傳播，將原子蒸汽腔內的不同空間位置的原子制備到里德堡態；本振模組產生與原子躍遷共振的本振微波場，并輸入至原子蒸汽腔內；探測信號模組產生與本振微波場同相位的探測微波場，并輻射到目標空間中；

原子蒸汽腔中的原子同時接收本振微波場和空間中目標反射的探測微波場，兩束相互平行的探測光經過原子蒸汽腔后被光電探測模組接收，光電探測模組將探測光的幅度變化轉化為調制電信號，并將調制電信號發送至處理器；處理器基于調制電信號根據兩路探測光幅度變化相位差確定待測目標反射的探測微波場的俯仰角和方位角，通過測量目標反射的探測微波場相位調制信號的延時得到目標距離，實現目標定位。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種目標定位方法，利用上述技術方案提供的目標定位系統實現，方法包括：向原子蒸汽腔內輸入兩束相互平行的探測光和兩束相互平行的耦合光，探測光與耦合光在原子蒸汽腔中兩兩重合，相向傳播，將原子蒸汽腔內的不同空間位置的原子制備到里德堡態；向原子蒸汽腔內輸入與原子躍遷共振的本振微波場，向目標空間中輻射與本振微波場同相位的探測微波場；原子蒸汽腔中的原子同時接收本振微波場和空間中目標反射的探測微波場；兩束相互平行的探測光經過原子蒸汽腔后被光電探測模組接收；光電探測模組將探測光的幅度變化轉化為調制電信號，并將調制電信號發送至處理器；處理器基于調制電信號根據兩路探測光幅度變化相位差確定目標反射的探測微波場的俯仰角和方位角，通過測量目標反射的探測微波場相位調制信號的延時得到目標距離，實現目標定位。

本發明的有益效果是：本發明利用里德堡態原子對微波場的敏感性，使得穿過里德堡態原子蒸汽腔的探測激光發生幅度變化，再通過兩路激光幅度調制信號間的相位差得到目標反射的探測微波場的角度信息；本發明只利用兩路激光就可以實現目標反射的探測微波場方位角和俯仰角的測量，不需要掃描接收單元的空間方向，通過光與原子相互作用將微波角度信息轉化為相位信息，可以簡化定位系統，提高目標定位精度和定位速度。

本發明附加的方面及其優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明實踐了解到。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的目標定位系統框圖；

圖2為本發明實施例提供的目標定位系統測量目標反射的探測微波場方位角時激光方向示意圖；

圖3為本發明實施例提供的目標定位系統測量目標反射的探測微波場俯仰角時激光方向示意圖；

圖4為本發明實施例提供的目標定位方法流程圖。