基于原子接收机的FMCW雷达系统及距离测量方法技术方案

本申请涉及一种基于原子接收机的FMCW雷达系统和距离测量方法。所述系统使用FMCW信号源根据预设的信号发射周期发送FMCW信号，使用原子接收机在预设的信号接收周期接收FMCW信号经目标反射产生的回波信号，使用信号处理模块处理原子接收机收到回波信号后输出的EIT谱信号，根据EIT谱信号的EIT透射峰值的变化得到FMCW信号和回波信号间的差频信号，得到目标的距离测量值。上述系统可以直接基于时间‑频率数据得到差频信号并计算目标距离，避免了传统FMCW雷达在距离测量中需要对差频信号进行离散采样和FFT变换引入频率量化误差的问题，能够提高测距结果的精度；并且可以降低系统硬件复杂度、实现系统小型化。

【技术实现步骤摘要】
基于原子接收机的FMCW雷达系统及距离测量方法
本申请涉及雷达测距
，特别是涉及一种基于原子接收机的FMCW雷达系统及距离测量方法。
技术介绍
雷达作为探测空间目标的主要手段之一，在民用领域及军用领域得到了广泛应用，典型的雷达系统包括毫米波汽车防撞雷达、液位计测量雷达、合成孔径成像雷达等。FMCW雷达因具有架构简单、发射功率低、成本低的优点而得到广泛使用。现有FMCW雷达系统通常采用零中频架构接收机，其工作原理为：由接收天线收集空间微波信号，将收集到的信号经过下变频混频器后转化为基带信号，最后对该基带信号进行数据采集并处理，完成目标参数估计。这类雷达系统的缺陷在于：雷达系统接收机的天线孔径尺寸受限于chu极限[ChuLJ.Physicallimitationsofomni-directionalantennas[J].Journalofappliedphysics,1948,19(12):1163-1175.]，其天线孔径尺寸与雷达工作波长相比拟，雷达工作波长越长，所需的天线孔径尺寸越大；此外，零中频架构接收机需要通过下变频获得基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于原子接收机的FMCW雷达系统，其特征在于，所述系统包括FMCW信号源、原子接收机和信号处理模块；/n所述FMCW信号源用于根据预设的信号发射周期发送FMCW信号；/n所述原子接收机用于在预设的信号接收周期接收所述FMCW信号经目标反射产生的回波信号；/n所述信号处理模块用于处理所述原子接收机收到所述回波信号后输出的EIT谱信号，根据所述EIT谱信号的EIT透射峰值的变化得到所述FMCW信号和所述回波信号间的差频信号，得到所述目标的距离测量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于原子接收机的FMCW雷达系统，其特征在于，所述系统包括FMCW信号源、原子接收机和信号处理模块；
所述FMCW信号源用于根据预设的信号发射周期发送FMCW信号；
所述原子接收机用于在预设的信号接收周期接收所述FMCW信号经目标反射产生的回波信号；
所述信号处理模块用于处理所述原子接收机收到所述回波信号后输出的EIT谱信号，根据所述EIT谱信号的EIT透射峰值的变化得到所述FMCW信号和所述回波信号间的差频信号，得到所述目标的距离测量值。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述FMCW信号源发送的FMCW信号的频率为：
f＝f0+(B/T)*t
其中，f0为FMCW信号的起始频率，B为FMCW信号的频率带宽，T为FMCW信号的调制周期，t为FMCW信号的在调制周期T内的信号发射时间。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号处理模块计算所述目标的距离测量值的方式为：



其中，表示目标的距离测量值，c表示自由空间的光速，Δf表示所述差频信号。


4.根据权利要求1至3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述原子接收机包括探测激光器、耦合激光器、探测光二向色镜、耦合光二向色镜、原子气室和光电探测器；
所述探测激光器发射的探测光经所述探测光二向色镜穿过所述原子气室；
所述耦合激光器发射的耦合光经所述耦合光二向色镜穿过所述原子气室；
所述原子气室产生的透射光由所述光电探测器转换为电信...

【专利技术属性】
技术研发人员：林沂，吴逢川，王延正，武博，安强，付云起，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43