[发明专利]一种激光雷达测距的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达通信技术，特别涉及一种激光雷达的测距装置和方法。

背景技术

激光雷达是在光电福射探测和传统雷达基础上发展起来的主动成像技术。它在延用电磁雷达测距原理的基础上，采用探测波长更短的光波作为探测光源,相对于微波雷达和毫米波具有更高的空间分辨率，可实现目标轮廓达毫米量级的高分辨率空间成像；光波能够穿透伪装网、树叶等遮蔽物，实现“簇叶”下目标探测。因此，激光雷达在末端制导、激光主动寻的、伪装下的装甲车辆探测、行星探测器自动登陆和飞行器防撞等领域有着广阔的应用。激光雷达探测光束发散角通常为几十毫弧度，只有恰好在激光探测光路上才能被干扰和监听，相对于传统雷达具有更强的空间抗干扰能力和保密性，展现了良好的军事应用前景。

正是由于激光雷达具有高距离分辨率，并且抗干扰能力强，与微波雷达相比较，其体积更小，重量更轻，这些都是激光雷达独一无二的特点，因此激光雷达成为一项持续发展的技术，在军事领域有着极其重要的用途，各国的军方都对其予以极大关注。

激光雷达测距时是向目标发送一束很细的激光，经目标发送后由光电探测器接收，计时器测定激光束往返运行时间，即可算出被测距离。激光采用脉冲发送方式，测距精度最高可达0.15m。

发明内容

本发明旨在解决现有雷达测距系统中存在的处理信号带宽低，测距精度低的问题。

本发明的技术方案是提供了一种激光雷达测距的装置，其特征在于，该装置包括：

信号预产生模块(10)，用于产生参考光脉冲信号E₁(t)、编码光脉冲信号E₂(t)和探测光脉冲信号E₃(t)；

读光源模块(20)，用于产生读啁啾光信号E_D(t)。

信号收发模块(30)，用于发送巴克码光信号E_b(t)，接收巴克码回波光信号E_b(t-τ_d)，τ_d为巴克码光信号的收发延时；

中央处理模块(40)，用于使所述参考光脉冲信号E₁(t)与所述编码光脉冲信号E₂(t)相干产生光谱光栅，探测光脉冲信号E₃(t)与所述光谱光栅相互作用产生巴克码光信号E_b(t)；用于记录巴克码光信号E_b(t)与接收到的巴克码回波光信号E_b(t-τ_d)的功率谱信息P_τ(ω)，用所述读啁啾光信号E_D(t)读出所述功率谱信息P_τ(ω)；

信号后处理模块(50)，探测所述功率谱信息P_τ(ω)，对所述功率谱信息P_τ(ω)进行FFT变换后得到所述巴克码信号的收发延时τ_d，由所述收发延时τ_d得出待测目标的距离R。

其中，中央处理模块(40)分别与信号预产生模块(10)，读光源模块(20)，信号收发模块(30)和信号后处理模块(50)相连接。

进一步地，所述信号产生模块(10)包括：

第一激光器(101)，用于产生第一光束0001和第六光束0006；第一分束器(102)；第一放大器(103)；第一声光调制器(104)和第一任意信号发生器(105)，用于产生所述参考光脉冲信号E₁(t)和探测光脉冲信号E₃(t)；第一反射镜(106)；第二放大器(107)；第二声光调制器(108)和第二任意信号发生器(109)，用于产生编码光脉冲信号E₂(t)；第二反射镜(110)；第三反射镜(111)。

进一步地，所述读光源模块(20)包括：

第二激光器(201)，用于产生第十二光束0012；第三声光调制器(202)和第三任意信号发生器(203)，用于产生所述读啁啾光信号E_D(t)。

进一步地，所述信号收发模块(30)包括：