三维全光纤激光多普勒测速系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种三维全光纤激光多普勒测速系统，包括：激光器、第一分束器、第二分束器、三个收发隔离器、三个合束器、三个激光镜头、单片机，上述全部光学器件都使用光纤相互连接;本实用新型专利技术不仅在达到原有测速能力的基础上大幅度减小了体积和重量、结构布局更合理、架设更为方便、发射-接收镜头数量减少一半、对冲击振动和高低温变化不明感、对环境洁净度要求低等诸多优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学测量
，尤其涉及一种三维全光纤激光多普勒测速系统。
技术介绍
激光多普勒测速技术被公认为非接触测量的最佳方法，无论是固体、流体还是气体的速度都可测量，广泛的应用在航空航天、地面监控、水力学、流体力学、风洞诊断等诸多领域，在军事和民用领域都有着广阔的应用前景。激光多普勒测速技术是激光测量、干涉技术、光电测量和光学计量的综合应用之一，是光电仪器的一个亮点。激光多普勒测速技术使用激光束照射被测目标，当被测目标运动时，在反射光波中产生多普勒效应，反射光频率随着目标运动而发生漂移，测量这些反射光中的多普勒频移，就可以在不接触被测目标的情况下测定目标的运动速度。三维激光多普勒测速技术是指在一维激光多普勒测速技术的基础上，在飞行器上同时使用三个波束对地面测速，通过速度合成计算就可以精确得到飞行器的飞行速度和飞行方向。三维激光多普勒测速技术是一种新型的飞行器测速技术，和其他飞行器测速方法相比三维激光多普勒测速技术具有更高的测速精度和更短的响应时间，在飞行器自动导航领域有着非常好的发展前景。从原理讲，三个波束分别使用光波多普勒效应原理测速，所得的速度值分别为V”V2和v3。三个波束在空间直角坐标系内与X轴的夹角分别为θ χ1、θ x2和Θ x3 ;与Y轴的夹角分别为eyl、ey2和ey3;与z轴的夹角分别为θζ1、θζ2和θζ3。根据速度投影关系用矩阵表达为

【技术保护点】
一种三维全光纤激光多普勒测速系统，其特征在于，包括：激光器、第一分束器、第二分束器、三个收发隔离器、三个合束器、三个激光镜头、单片机，上述全部光学器件都使用光纤相互连接，其中，激光器发出激光的使用光纤输出到第一分束器后分为四束，其中三束能量平均分配的光束分别经收发隔离器以及激光镜头后输出，另一束进入第二分束器后分平均为三束本振光束；被测目标反射的三束激光回波信号分别由三个激光镜头采集后输入各自的收发隔离器后输出到各自的合束器，与已输入合束器的本振光束分别进行合束，合束后的三束光束分别由三个接收探测器接收并得到三组相干信号；由单片机对三组相干信号分别进行解析后得到三束光束测量的速度信息，进而对三组速度信息进行速度矢量变换计算后得到被测物体的飞行速度和飞行方向。

【技术特征摘要】
1.一种三维全光纤激光多普勒测速系统，其特征在于，包括激光器、第一分束器、第二分束器、三个收发隔离器、三个合束器、三个激光镜头、单片机，上述全部光学器件都使用光纤相互连接，其中，激光器发出激光的使用光纤输出到第一分束器后分为四束，其中三束能量平均分配的光束分别经收发隔离器以及激光镜头后输出，另一束进入第二分束器后分平均为三束本振光束；被测目标反射的三束激光回波信号分别由三个激光镜头采集后输入各自的收发隔离器后输出到各自的合束器，与已输入合束器的本振光束分别进行合束，合束后的三束光束分别由三个接收探测器接收并得到三组相干信号；由单片机对三组相干信号分别进行解析后得到三束光束测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，眭晓林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：实用新型
国别省市：