基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置，其特征在于包括：单频激光器、非线性微波源、微波

【技术实现步骤摘要】
基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置及方法


[0001]本专利技术属于微波光子测量
，尤其涉及一种基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置及方法。

技术介绍

[0002]激光测距领域中，扫频干涉测距凭借测距范围大(无2π相位模糊对量程的限制)、测距精度高(通过增加扫频带宽可提高测距精度)的优势，一直在军事、工业、科研测距应用中占据主导地主。
[0003]扫频干涉仪测量动态目标时，除目标运动引发的多普勒效应(该效应会产生测量误差)外，激光源的扫频非线性也会造成测量精度的严重恶化。扫频光源作为扫频干涉系统的核心，只有确保其严格线性扫频，才能从理论上保证高精度的测距输出。然而，实际光源总存在各类非线性效应，其输出的扫频光频率往往存在严重的非线性效应。因此，在扫频干涉测距前，必须采用各类精密、复杂的软、硬件手段(例如，专利CN201620548960.6采用闭环反馈光锁相法矫正非线性，专利202110337099.4利用扩相频率采样矫正非线性，专利CN200410092447.2采用分段压控振荡矫正非线性、专利CN2021101543本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置，其特征在于包括：单频激光器、非线性微波源、微波
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光调制模块、耦合器、环形器、光学探头、解复用器、第一光电探测器、第二光电探测器、F
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P标准具、第三光电探测器、同步采集卡和解调模块；其中，所述单频激光器产生光载波，光载波沿光纤进入所述微波
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光调制模块；所述非线性微波源产生非线性扫频微波信号传输至所述微波
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光调制模块，所述微波
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光调制模块生成上下边带非线性扫频光；上下边带非线性扫频光进入耦合器分为第一上下边带非线性扫频光和第二上下边带非线性扫频光；第一上下边带非线性扫频光经过所述环形器后达到所述光学探头；一部分第一上下边带非线性扫频光经所述光学探头反射形成参考光，另一部分第一上下边带非线性扫频光在探头端面出射，出射光被运动目标反射，重新进入光学探头形成测量光；参考光和测量光再次经过环形器，经路由后到达所述解复用器；所述解复用器将参考光按波长分开形成上边带扫频参考光和下边带扫频参考光，所述解复用器将测量光按波长分开形成上边带扫频测量光和下边带扫频测量光，将上边带扫频参考光和上边带扫频测量光传输至所述第一光电探测器，将下边带扫频参考光和下边带扫频测量光传输至所述第二光电探测器；上边带扫频参考光和上边带扫频测量光相干叠加产生上边带测距信号，上边带测距信号经第一光电探测器光电转化后得到上边带测距电信号进入所述同步采集卡；下边带扫频参考光和下边带扫频测量光相干叠加产生下边带测距信号，下边带测距信号经第二光电探测器光电转化后得到下边带测距电信号进入所述同步采集卡；第二上下边带非线性扫频光经F
‑
P标准具得到非线性扫频干涉光信号，将非线性扫频干涉光信号传输至所述第三光电探测器；非线性扫频干涉光信号经所述第三光电探测器转化后得到非线性扫频干涉电信号进入所述同步采集卡；同步采集卡采样上边带测距电信号、下边带测距电信号和非线性扫频干涉电信号并传输至所述解调模块，所述解调模块根据上边带测距电信号、下边带测距电信号和非线性扫频干涉电信号得到运动目标的实时距离和速度。2.根据权利要求1所述的基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置，其特征在于：上下边带非线性扫频光通过如下公式得到：其中，E
out
(t)为上下边带扫频光振幅，E0为单频激光器输出光振幅，f
c
为单频激光器输出光频率，e(t)为时刻t的非线性扫频频率，T为微波源扫频周期，t为时刻，n为0或1。3.根据权利要求1所述的基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置，其特征在于：上边带测距信号通过如下公式得到：其中，s1(t)为上边带测距信号，为上边带测距信号的实时相位，l(t)为t时刻运动目标的实时距离，c为光速，T为微波源扫频周期，t为时刻，f
c
为单频激光器输出光频率，e(t)为时刻t的非线性扫频频率。
4.根据权利要求1所述的基于微波光子技术的非线性扫频测速测距装置，其特征在于：下边带测距信号通过如下公式得到：其中，s2(t)为下边带测距信号，为下边带测距信号的实时相位，l(t)为t时刻运动目标的实时距离，c为光速，T为微波源扫频周期，t为时刻，f
c
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵斌，冯靖皓，梁栋，谭庆贵，段波，张武，蒋炜，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：