[实用新型]一种双介质空间激光光声雷达

说明书

一种双介质空间激光光声雷达，涉及激光光声雷达。设有激光光声发射模块和接收模块；激光光声发射模块设有高能脉冲激光器、光开关和光学系统；接收模块设有连续波激光器、分束器、相控阵外差式多普勒散斑干涉仪、CCD、光电探测器PD和计算机；高能脉冲激光器输出端接光开关输入端，光开关的调制输出端接光学系统输入端，光学系统输出端发出激发声波至水面，连续波激光器输出端接分束器的输入端，分束器的激光束分两路进入相控阵外差式多普勒散斑干涉仪，其中一路为干涉仪的探测光；另一路作为参考光；相控阵外差式多普勒散斑干涉仪输出端通过反射镜得到反射光束和透射光束，反射光束经过光电探测器PD接计算机，透射光束经CCD接计算机。

技术领域

本实用新型涉及激光光声雷达，尤其是涉及具有高精度、高灵敏度、高分辨率的水下目标(静音/静止/运动)识别、测距、定位、测速、成像及通信等功能的一种双介质空间激光光声雷达。

背景技术

随着海洋开发事业的发展，解决水下目标与海洋空间和地理信息的感知、传递、处理，对海洋世界全貌了解、海洋生态链掌握、海洋灾害预测、防灾减灾等具有重大意义。空中对水下(海里)目标的直接快速探测是未来雷达技术发展的一个重要趋势。

目前，对于海底不明物的探测，主要有声纳探测和激光雷达等方法。声纳探测包括主动声纳和被动声纳。主动声纳自身发射声波，利用发射基阵向水中发射声脉冲，接收目标反射的回波，并把接受目标的反射波作为检测与估计的基础，更进一步地进行目标定位与识别。被动声纳自身不发射声波，依靠目标辐射的声波作为检测与估计的基础，通过搜索来自目标的声波来发现和识别目标。机载激光雷达海洋探测是利用机载的蓝绿激光发射和接收设备，通过发射大功率、窄脉冲激光，探测水下目标的一种遥感技术。

综上对于水下不明物的主要探测方法的分析，声纳探测系统其搜索速度受到很大的限制，效率较低。主动声纳容易暴露自身位置，隐蔽性较差，这在军事对抗中是十分不利的。混响是限制主动声纳性能的主要因素；被动声纳无法探测无噪声的目标。激光雷达探测的水下探测距离较小，一般限于在浅水探测方面。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有水下不明物探测技术的不足，提供在大气空间可对水下不明物(静音/静止/运动)实现识别、测距、定位、测速、成像及通信等功能的一种双介质空间激光光声雷达。

本实用新型设有激光光声发射模块和接收模块；所述激光光声发射模块设有高能脉冲激光器、光开关和光学系统；所述接收模块设有连续波激光器、分束器、相控阵外差式多普勒散斑干涉仪、CCD、光电探测器PD和计算机；

所述高能脉冲激光器的输出端接光开关的输入端，光开关的调制输出端接光学系统的输入端，光学系统的输出端发出激发声波至水面，所述连续波激光器的输出端接分束器的输入端，分束器的激光束分两路进入相控阵外差式多普勒散斑干涉仪，其中一路为干涉仪的探测光，经耦合光学系统和光纤出射，分别经环形器到达各个相控阵光束定向器，并发送至所探测目标水面；另一路作为参考光，经光频率调制器调制产生差频；相控阵外差式多普勒散斑干涉仪的输出端通过反射镜得到反射光束和透射光束，反射光束经过光电探测器PD接计算机，透射光束经CCD接计算机。

所述相控阵外差式多普勒散斑干涉仪可设有至少1个外差式多普勒散斑干涉仪。

本实用新型可采用光波、声波组合式工作模态，即光波、声波协同工作。本实用新型具有主动和被动两种工作模式，可根据实际情况需求，选择运转模式。

所述激光光声发射模块，由高能脉冲激光器发出高能脉冲激光，经光开关进行调制，并通过光学系统，在水面激发声波，声波在水下传播，遇到水下目标时被反射，通过主动式系统接收模块进行接收。