一种用于远程高速目标测量的激光雷达的制作方法

本发明涉及一种激光雷达，特别是一种用于远程高速目标测量的激光雷达。

背景技术：

对远程高速目标进行高精度测量在许多军用、民用场景都有迫切需求，尤其是对小型化的测量设备需求更甚。当前的远程目标测量手段有微波雷达、毫米波雷达、激光雷达等，但是微波雷达受制于波长，测量精度先天不足；毫米波雷达、激光雷达受制于探测灵敏度，在远程探测时信噪比极低，也会导致测量精度较差，通过增加发射功率的方式提高信噪比时，又会大大增加系统体积重量，背离小型化的目标。

激光回馈技术是一种可对极弱回波信号进行检测的激光相干检测技术，由于采用连续波激光，可以有较长的相干时间，因此可以在低信噪比的情况下实现很高的测量精度。但是普通激光回馈技术的带宽受激光腔长限制，当目标速度较高，回波多普勒频移就打时，难以满足高速目标测量需求。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于远程高速目标测量的激光雷达，采用基于双波长双腔激光器的激光回馈技术手段，解决传统微波雷达或激光雷达测量距离、测量精度、测量带宽难以兼顾的难题。

本发明所述用于远程高速目标测量的激光雷达，包括电源，主激光器，光学系统，信号处理器，探测器，激光混频系统，其中，所述激光混频系统包括：从激光器和移频器；所述电源分别与主激光器、信号处理器、探测器、从激光器和移频器电连接，所述光学系统与主激光器、从激光器通过光纤连接，所述从激光器与探测器通过光纤连接，所述探测器与所述信号处理器电连接，所述移频器与所述主激光器、所述从激光器通过光纤连接，所述信号处理器与所述移频器电连接。

进一步地，所述的探测器为ingaas光电二极管。

进一步地，所述的主激光器为大功率连续光激光器。

进一步地，所述大功率连续光激光器的功率为0.1w～1w的连续光激光器。

进一步地，所述的从激光器为小功率连续光激光器。

进一步地，所述小功率连续光激光器的功率为1mw～10mw的连续光激光器。

进一步地，所述的光学系统为收发共口径光学系统。

进一步地，所述的移频器为频率可调的电光调制移频器。

进一步地，所述电连接为线缆连接。

进一步地，所述激光雷达的工作内容为：电源给各部分供电，主激光器发出的光经光学系统扩束、准直后照射目标，目标反射的回波信号经光学系统进入从激光器，与从激光器腔内光发生混频，调制从激光器输出激光功率；探测器检测从激光器输出激光信号，输出被回波信号多普勒移频调制的电流信号至信号处理器，信号处理器检测出调制频率，从而反演出目标多普勒移频，计算出目标速度；从激光器的另一部分输出光经移频器移频，注入主激光器，锁定主激光器、从激光器的频差，信号处理器控制移频器的移频频率，从而控制测量的速度范围。

采用本发明所述技术方案所具有的有益效果：

(1)本发明所述用于远程高速目标测量的激光雷达，具有灵敏度高、易于相干、光电检测难度小、测速范围广等优点，可以用于远程告诉目标的高精度测量的激光雷达。

附图说明

图1为本发明所述用于远程高速目标测量的激光雷达的示意图。

附图标记：

1.电源；2.主激光器；3.光学系统；4.信号处理器；5.探测器；6.激光混频系统；7.从激光器；8.移频器。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施方式中所述用于远程高速目标测量的激光雷达，如图1所示，包括电源1，主激光器2，光学系统3，信号处理器4，探测器5，激光混频系统6，其中，所述激光混频系统6包括：从激光器7和移频器8；所述电源1分别与主激光器2、信号处理器4、探测器5、从激光器7和移频器8电连接，所述光学系统3与主激光器2和从激光器7均通过光纤连接，所述从激光器7与探测器5通过光纤连接，所述探测器5与所述信号处理器4电连接，所述移频器8与所述主激光器2和所述从激光器7均通过光纤连接，所述信号处理器4与所述移频器8电连接。

上述实施方式中，所述的探测器5优选为ingaas光电二极管。

上述实施方式中，所述的主激光器为大功率连续光激光器，优选地，所述大功率连续光激光器的功率为0.1w～1w的连续光激光器。

上述实施方式中，所述的从激光器为小功率连续光激光器，优选地，所述小功率连续光激光器的功率为1mw～10mw的连续光激光器。

上述实施方式中，所述的光学系统为收发共口径光学系统。

上述实施方式中，所述的移频器为频率可调的电光调制移频器。

上述实施方式中，所述电连接优选为线缆连接。

上述实施方式中，所述用于远程高速目标测量的激光雷达的工作内容为：电源1给各部分供电，主激光器2发出的光经光学系统3扩束、准直后照射目标，目标反射的回波信号经光学系统3进入从激光器7，与从激光器7腔内光发生混频，调制从激光器7输出激光功率；探测器5检测从激光器7输出激光信号，输出被回波信号多普勒移频调制的电流信号至信号处理器4，信号处理器4检测出调制频率，从而反演出目标多普勒移频，计算出目标速度；从激光器7的另一部分输出光经移频器8移频，注入主激光器2，锁定主激光器2、从激光器7的频差，信号处理器4控制移频器8的移频频率，从而控制测量的速度范围。

采用上述实施方式中所述用于远程高速目标测量的激光雷达进行远程高速目标测量时，测量结果具有灵敏度高、易于相干、光电检测难度小、测速范围广等优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于远程高速目标测量的激光雷达。包括电源，主激光器，光学系统，信号处理器，探测器，激光混频系统，其中，所述激光混频系统包括：从激光器和移频器；所述电源分别与主激光器、信号处理器、探测器、从激光器和移频器电连接，所述光学系统与主激光器、从激光器通过光纤连接，所述从激光器与探测器通过光纤连接，所述探测器与所述信号处理器电连接，所述移频器与所述主激光器、所述从激光器通过光纤连接，所述信号处理器与所述移频器电连接。具有灵敏度高、易于相干、光电检测难度小、测速范围广等优点。

技术研发人员：王鹏飞;张伟
受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所
技术研发日：2018.09.19
技术公布日：2019.02.22