[发明专利]基于激光微多普勒效应跟踪识别低小慢目标的激光雷达系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光雷达系统，特别涉及一种基于激光微多普勒效应跟踪识别低小慢目标的激光雷达系统，属于激光雷达探测领域。

背景技术

近年来随着技术的发展，以无人机为代表的低小慢目标越来越多的投入到军事和民事应用当中，而对该类目标进行跟踪和识别也成为当前国防安全和信息保密等领域急需解决的问题。结合微多普勒对目标进行识别是微波雷达领域常用的一种手段，可以有效的区分出人造目标与自然目标。

然而这种方法在实现对低小慢目标的探测过程中，会受到来自地面建筑和其他障碍物的地波干扰，无法有效的跟踪和识别该类目标。

发明内容

为了解决现有微多普勒微波雷达受到地面杂波的严重干扰，无法对低空飞行的低小慢飞行目标进行有效的探测识别的问题，本发明提供一种基于激光微多普勒效应跟踪识别低小慢目标的激光雷达系统。

本发明的基于激光微多普勒效应跟踪识别低小慢目标的激光雷达系统，所述系统包括激光光源模块、频移调制模块和外差探测模块；

激光光源模块输出较强的信号光和较弱的本振光，所述信号光经频移调制模块进行频移，频移后的信号光输入至外差探测模块；

外差探测模块，用于将频移后的信号光对目标区域进行扫描，获得目标回波；将目标回波与本振光进行合束，对合束后的光进行探测，采集中频信号，对获取的中频信号进行处理，获取含有目标运动和微动信息的信号频谱分布，判断目标是否为低小慢目标，若是，获取目标速度和目标距离；根据获得的目标速度和目标距离，对目标进行跟踪。

优选的是，所述频移调制模块包括声光频移器和驱动器；

信号光输入至声光频移器，经声光频移器实现一个光频的移动，输出至外差探测模块；

驱动器用于驱动声光频移器。

优选的是，外差探测模块包括1号环形器、准直器、扫描器、2号环形器、布拉格光栅和2号耦合器、平衡探测器和处理系统；

频移后的信号光输入至1号环形器的1号口，再从1号环形器的2号口输出至准直器，准直器将频移后的信号光耦合进入自由空间，再经扫描器扫描至目标；

目标回波返回至1号环形器的2号口，再从1号环形器的3号口输出至2号环形器的1号口，目标回波从2号环形器的2号口输出进入布拉格光栅，经布拉格光栅后返回至2号环形器的2号口，目标回波从2号环形器的3号口输出至2号耦合器；

本振光与目标回波经2号耦合器合束后分成相等的两束，输出给平衡探测器；

平衡探测器将探测到的信号输入至处理系统；

处理系统根据探测到的信号，获取含有目标运动和微动信息的信号频谱分布，判断目标是否为低小慢目标，若是，获取目标速度和目标距离；根据获得的目标速度和目标距离，对目标进行跟踪。

优选的是，所述系统还包括光隔离器，所述光隔离器设置在频移调制模块和外差探测模块之间，频移后的信号光经光隔离器输入至外差探测模块。

优选的是，所述激光光源模块包括连续激光器和1号耦合器；

连续激光器输出的激光输入至1号耦合器后，1号耦合器进行分束，输出两路光，一路为较强的信号光，另一路为较弱的本振光。

优选的是，所述系统采用全光纤的光路。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明的有益效果在于，本发明基于激光多普勒和激光微多普勒原理，将激光测速系统应用到以无人机为代表的低小慢飞行目标的跟踪识别上，能够同时得到微多普勒信息、目标的距离和速度，具有结构紧凑和功能多样的特点。本发明的激光雷达系统能够有效的滤除地表杂波干扰，且具有多普勒灵敏度高的优势，具有测量精度高，识别率高，动态范围大，应用范围广泛的特点。同时，由于本发明系统采用了全光纤的光路系统，具有结构紧凑、稳定性高和灵活性强的特点。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的原理结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。