[发明专利]一种高精度激光回波频率调制系统和方法

说明书

本申请实施例提供了一种高精度激光回波频率调制系统和方法。该系统包括：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、声光调制器、第二反射镜、第三反射镜、光电探测器、频谱分析装置。该系统以激光为光源，以声光调制器为外调制源，用外差探测的方式观测不同目标特征的微多普勒信息，并通过一系列时频信号处理方法，实现对回波信号微多普勒信息的提取，从而实现在实验室中模拟真实的微多普勒激光散射回波信号的目的。

技术领域

本申请涉及仿真技术领域，特别涉及一种高精度激光回波频率调制系统和方法。

背景技术

多普勒效应是一种将运动速度关联于波动频率变化的自然现象。一个目标或目标组成部分的机械振动或转动对雷达回波信号产生附加频率调制，导致在目标的多普勒频率两侧产生边带，这种频率调制称为微多普勒效应。很多运动形式都会产生微多普勒现象，如弹道导弹飞行中段时释放的诱饵弹、直升飞机的螺旋桨、喷气引擎、雷达天线等都包含了微多普勒特征。目标的微多普勒特性反映了目标的几何结构和运动特征，为目标特征提取和目标识别提供了新的途径。

如果被测目标作匀速平动，则多普勒频移将是一个定值。但在情况中，被测目标在整体运动的同时，目标或目标的某一部分往往还存在自身的振动或转动。目标的整体运动会使雷达回波信号产生一个固定频率的多普勒频移；而其自身的振动或转动又会在体多普勒频移的基础上对回波信号产生一个附加的频率调制。由于这个附加的频率调制相对于体多普勒频移来讲一般比较小，所以将这种现象称为微多普勒效应。由目标转动引起的雷达回波信号的附加调制相对于多普勒频率可能较高，但也可以看作是振动的一种特殊情况，也称为微多普勒效应。

发明内容

为解决上述问题之一，本申请提供了一种高精度激光回波频率调制系统和方法。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种红外辐射场景转换系统，该系统包括：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、声光调制器、第二反射镜、第三反射镜、光电探测器、频谱分析装置；

所述激光器用于产生激光；

所述第一非偏振分束器，用于将所述激光分为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，用于将第1束激光的一部分透至所述第二反射镜，将第1束激光的另一部分反射至所述第二偏振分束器；

所述第二反射镜，用于反射所述第二非偏振分束器透过的激光；

所述第二偏振分束器，用于纯化偏振来自所述第二非偏振分束器的激光，将纯化偏振后的激光输入所述光电探测器；

所述声光调制器，用于将经过第一半波片的第2束激光产生移频，并返回移频后的激光；

所述第一偏振分束器，用于将所述声光调制器返回的激光反射至所述第三反射镜，并经第三反射镜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，还用于将所述第二半波片传出的激光透至所述第二偏振分束器；

所述频谱分析装置，用于分析光电探测器的输出得到微多普勒信号。

可选地，所述激光器为532纳米半导体激光器。

可选地，所述激光器产生的激光为超窄线宽单频激光。

可选地，所述激光器通过控制激光管温度并且采用高精度电流源供电，产生超窄线宽激光。

可选地，所述声光调制器通过微波驱动非线性晶体的晶格振荡产生声波，所述声波与所述第2束激光发生矢量耦合，形成声波与光波频率的耦合叠加，完成移频，并返回移频后的激光。

可选地，移频角度位于为10度至20度范围中。