[发明专利]微波激光雷达一体化系统

摘要

微波激光雷达一体化系统，属于微波探测领域。解决了现有雷达探测系统无法同时实现高分辨率、探测距离远及探测过程中不受气候影响的问题。本发明将微波雷达和激光雷达集成到一个系统当中，综合两种探测方式的优势，针对不同的探测环境和探测要求进行灵活切换以适应实际需求，具有测量范围大，测量精度高，应用范围广泛的特点。同时，由于本系统采用共用的信号调制和信号解调系统，具有结构紧凑、稳定性高和灵活性强的特点。本发明主要用于对待测目标的距离进行测量。

主权项

微波激光雷达一体化系统，其特征在于，它包括锁模激光器(1)、2个1×2分束器、2个F‑P滤波器、2个光学带通滤波器、MEMS光开关(5)、光纤放大器(6)、光环形器(7)、准直器(8)、发射/接收器件(9)、延时光纤(10)、2个2×1耦合器、2个光电探测器、电放大器(13)、功分器(14)、电环形器(15)、微波天线(16)、延时器(17)、乘法器(18)、模数转换器(19)和数字信号处理器(20)；所述的2个1×2分束器分别定义为1号1×2分束器(2‑1)和2号1×2分束器(2‑2)，且1号1×2分束器(2‑1)输出光强相同的两束光；2个F‑P滤波器分别定义为1号F‑P滤波器(3‑1)和2号F‑P滤波器(3‑2)；2个光学带通滤波器分别定义为1号光学带通滤波器(4‑1)和2号光学带通滤波器(4‑2)；2个2×1耦合器分别定义为1号2×1耦合器(11‑1)和2号2×1耦合器(11‑2)；2个光电探测器分别定义为1号光电探测器(12‑1)和2号光电探测器(12‑2)；锁模激光器(1)输出的光经1号1×2分束器(2‑1)分束后，输出激光雷达探测的载波信号光和微波雷达探测的载波信号光这两束光，其中，1号1×2分束器(2‑1)输出的激光雷达探测的载波信号光入射至1号F‑P滤波器(3‑1)进行频率选择后，入射至1号光学带通滤波器(4‑1)进行滤波，然后入射至MEMS光开关(5)，MEMS光开关(5)的1号出光口输出的光经光纤放大器(6)进行功率放大后，入射至2号1×2分束器(2‑2)进行分束后，输出两束光，该两束光分别定义为本振光和信号光，信号光的光强大于本振光的光强；MEMS光开关(5)的2号出光口输出的光入射至2号2×1耦合器(11‑2)；MEMS光开关(5)的1号出光口和2号出光口输出光信号作为切换控制指令，使激光雷达探测和微波雷达探测择一工作；其中，信号光依次经光环形器(7)和准直器(8)后，又经发射/接收器件(9)进行扩束准直后，入射至待测目标，经待测目标反射后输出的回波信号光，经发射/接收器件(9)进行汇聚后，又依次经准直器(8)和光环形器(7)后，入射至1号2×1耦合器(11‑1)；本振光通过延时光纤(10)入射至1号2×1耦合器(11‑1)；1号2×1耦合器(11‑1)对接收的本振光和回波信号光进行耦合后，入射至光电探测器(12‑1)进行光电转化后，获得的激光雷达探测中频差频信号发送至模数转换器(19)；1号1×2分束器(2‑1)输出的微波雷达探测的载波信号光入射至2号F‑P滤波器(3‑2)进行频率选择后，入射至2号光学带通滤波器(4‑2)进行滤波后，又入射至2号2×1耦合器(11‑2)；2号2×1耦合器(11‑2)对接收的两束光进行耦合后，入射至2号光电探测器(12‑2)，进行光电转化，获得的电信号经电放大器(13)进行功率放大后，送至功分器(14)进行功率分配，获得两路电信号；功分器(14)输出的第一路电信号依次经电环形器(15)和微波天线(16)后，以微波的形式入射至待测目标，该微波经待测目标反射后，依次通过微波天线(16)和电环形器(15)送至乘法器(18)；功分器(14)输出的第二路电信号经延时器(17)延时后，送至乘法器(18)；功分器(14)输出的第一路电信号的功率大于第二路电信号的功率；乘法器(18)对接收的微波和延时后的第二路电信号进行相乘，获得微波雷达探测中频差频信号送至模数转换器(19)；模数转换器(19)对接收的激光雷达探测中频差频信号或微波雷达探测中频差频信号进行模数转换后，获得的数据信号输入至数字信号处理器(20)，数字信号处理器(20)对接收的数据信号进行处理，从而获得待测目标的距离。