[发明专利]激光雷达系统及采用该系统的正弦调幅-脉冲相位编码调制的复合测距和测速方法

摘要

激光雷达系统及采用该系统的正弦调幅-脉冲相位编码调制的复合测距和测速方法，涉及激光雷达系统及采用该系统的正弦调幅-脉冲相位编码调制的复合测距和测速方法。它为了解决现有的激光雷达系统测距方法存在激光雷达的距离分辨率与测距范围互相制约的问题。激光雷达系统对光束光强进行了正弦波振幅-脉冲编码复合调制的信号波形。信号的调制方式均为幅度调制，其顺序是一个幅值恒定的信号先经过正弦波幅度调制，再经过脉冲幅度调制，后输出目标的运动速度和距离，由正弦波幅度解调制得到目标运动造成的多普勒频移，从而得出目标的运动速度。本发明适用于雷达领域。

主权项

激光雷达系统，其特征在于：它包括连续激光器（1）、第一调制器（2）、第二调制器（3）、光学发射天线（4）、光学接收天线（5）、数字时钟信号源（6）、模拟时钟信号源（7）、移相器（8）、第一乘法器（9）、第一低通滤波器（10）、相关器（11）、探测器（12）、计算机（13）、除法器（14）、第二乘法器（15）、第二低通滤波器（16）和鉴频器（17），模拟时钟信号源（7）将连续波时钟信号同时发射至第一调制器（2）、移相器（8）和第一乘法器（9），移相器（8）将输入的连续波时钟信号输出余弦连续波解调制混频信号至第二乘法器（15），数字时钟信号源（6）将脉冲相位编码时钟信号同时发送至第二调制器（3）和相关器（11），连续激光器（1）发射连续激光信号至第一调制器（2），第一调制器（2）将输入的连续波时钟信号作为调制信号对输入的连续激光信号进行调制，并将调制后的信号发送至第二调制器（3），第二调制器（3）将输入的脉冲相位编码时钟信号作为调制信号对输入的信号进行再次调制，并将经过脉冲相位编码调制的激光复合调制信号通过光学发射天线（4）发射激光信号，照射目标；激光回波信号通过光学接收天线（5）发送至探测器（12），探测器（12）将接收到激光回波信号转换为电信号同时发送至相关器（11）、第一乘法器（9）和第二乘法器（15），相关器（11）根据输入的脉冲相位编码时钟信号和电信号输出目标的低分辨率距离信号至计算机（13），第一乘法器（9）将输入的电信号和连续波时钟信号输出混频后的信号至第一低通滤波器（10），第一低通滤波器（10）根据输入的混频后的信号输出第一滤波信号至除法器（14）；第二乘法器（15）将输入的电信号和余弦连续波解调制混频信号输出混频后的信号至第二低通滤波器（16），第二低通滤波器（16）根据输入的混频后的信号同时输出第二滤波信号至除法器（14）和鉴频器（17）；鉴频器（17）根据输入的第二滤波信号输出多普勒频移信号至计算机（13）；除法器（14）根据输入的第一滤波信号和第二滤波信输出目标的高分辨率距离信号至计算机（13），计算机（13）根据输入的目标的低分辨率距离信号和目标的高分辨率距离信号进行计算得到目标距离，计算机（13）根据输入的多普勒频移信号计算得到目标的速度。