基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及测速方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及方法，所述系统包括：微波源、发射天线以及用于替换传统金属接收天线的原子接收天线；所述发射天线，提供信号微波，所述信号微波被待测速运动物体散射而产生多普勒频移，从而携带待测速运动物体的速度信息；所述微波源，提供本征微波，所述本征微波作为信号微波的载波，与所述信号微波相叠加被所述原子接收天线所接收；所述原子接收天线，提供碱金属原子，并产生里德堡态下的EIT效应，出现EIT透射峰；所述原子天线接收本征微波和信号微波，使EIT透射峰产生分裂，由两峰分裂间距获取待测速运动物体的速度信息。本发明专利技术能够提高探测灵敏度、避免热噪声的影响，并且易于小型化和集成化。

Radar velocity measurement system and method based on superheterodyne measurement of Rydberg atom

The invention relates to a radar speed measuring system and method based on the ultraheterodyne measurement of Rydberg atom, the system includes: microwave source, transmitting antenna and atom receiving antenna used to replace the traditional metal receiving antenna; the transmitting antenna provides signal microwave, the signal microwave is scattered by the moving object to be measured to generate Doppler frequency shift, so as to carry the animals to be measured Speed information of the body; the microwave source provides the intrinsic microwave, which is used as the carrier of the signal microwave and is received by the atom receiving antenna when superposed with the signal microwave; the atom receiving antenna provides the alkali metal atom and generates the EIT effect under the Rydberg state, and the EIT transmission peak appears; the atom antenna receives the intrinsic microwave and the signal microwave, so as to make the EIT The transmission peak splits, and the velocity information of the moving object to be measured is obtained from the split distance between the two peaks. The invention can improve the detection sensitivity, avoid the influence of thermal noise, and is easy to miniaturize and integrate.

【技术实现步骤摘要】
基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及测速方法
本专利技术涉及雷达测速
，尤其是涉及一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及测速方法。
技术介绍
目前，雷达已经广泛应用于测速领域，雷达测速主要是利用多普勒效应：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机频率。可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。专利技术人在研究中发现，传统技术的缺陷在于：现有雷达测速系统的接收天线通常都是金属构成的，对电磁信号的探测精度受到尺寸、形状、工作环境等各种制约，1mV/cm是被认可的最小探测电场强度。另外，传统雷达测速系统往往需要复杂的电路连接和滤波放大处理，热噪声较大。并且传统雷达的尺寸相对较大。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统及测速方法，能够提高探测灵敏度、避免热噪声的影响，并且易于小型化和集成化。一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，所述系统包括：微波源、发射天线以及用于替本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，其特征在于，所述系统包括：微波源、发射天线以及用于替换传统金属接收天线的原子接收天线；/n所述发射天线，提供信号微波，所述信号微波被待测速运动物体散射而产生多普勒频移，从而携带待测速运动物体的速度信息；/n所述微波源，提供本征微波，所述本征微波作为信号微波的载波，与所述信号微波相叠加被所述原子接收天线所接收；/n所述原子接收天线，提供碱金属原子，并产生里德堡态下的EIT效应，出现EIT透射峰；所述原子接收天线，接收本征微波和信号微波，使EIT透射峰产生分裂，由两峰分裂间距获取待测速运动物体的速度信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，其特征在于，所述系统包括：微波源、发射天线以及用于替换传统金属接收天线的原子接收天线；
所述发射天线，提供信号微波，所述信号微波被待测速运动物体散射而产生多普勒频移，从而携带待测速运动物体的速度信息；
所述微波源，提供本征微波，所述本征微波作为信号微波的载波，与所述信号微波相叠加被所述原子接收天线所接收；
所述原子接收天线，提供碱金属原子，并产生里德堡态下的EIT效应，出现EIT透射峰；所述原子接收天线，接收本征微波和信号微波，使EIT透射峰产生分裂，由两峰分裂间距获取待测速运动物体的速度信息。


2.根据权利要求1所述的基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，其特征在于，所述信号微波与所述本征微波的频率及初始相位一致，所述信号微波的电场幅值小于所述本征微波的电场幅值。


3.根据权利要求1或2所述的基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，其特征在于，所述原子接收天线具体包括铯泡、激光器以及光电探测器；
所述铯泡，提供室温饱和蒸气压下的铯原子气体；
所述激光器，提供共线反向入射的探测光和耦合光，将铯原子气体制备到里德堡态，并产生EIT效应；
所述光电探测器，检测探测光信号，并将光信号转化为电信号，以检测EIT透射峰。


4.根据权利要求3所述的基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，其特征在于，所述探测光波长为852nm，所述耦合光波长为511nm。


5.根据权利要求1所述的基于里德堡原子超外差测量的雷达测速系统，其特征在于，所述本征微波的频率与碱金属原子里德堡态的跃迁频率相等。


6.一种基于里德堡原子超外差测量的雷达测速方法，其特征在于，所述方法包括：
利用原子接收天线提供碱金属原子，并产生里德堡态下的EIT效应，出现EIT透射峰；
利用发射天线提供信号微波，所述信号微波被待测速运动物体散射而产生多普勒频移，从而携带待测速运动物体的速度信息；
利用微波源提供本征微波，所述本征微波作为信号微波的载...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁洁，廖开宇，张新定，颜辉，
申请(专利权)人：清远市天之衡传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44