[发明专利]分布式高精度激光在线测量系统

权利要求书

1.一种分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，包括：

主发射激光源、备发射激光源及调制驱动系统（10），所述调制驱动系统（10）对所述主发射激光源和备发射激光源输出激光的光强采用正/余弦信号进行调制；

光学合束器（2），将所述主发射激光源和备发射激光源的出射光合为一束光；

光学环形器（3）作为光学收发开关，对合束后的发射激光进行收发隔离；

光学分束器（4），将发射激光分为多路发射光；

光开关阵列（5），控制不同出射光路的激光发射；

收发天线阵列（6），对每一路发射激光分别设有一个对应的收发天线；

合作目标阵列（7），其与收发天线阵列（6）按照预先设定的几何位置相应布置，所述合作目标阵列（7）是微小角锥反射器阵列，所述角锥反射器将照射进入的光线按平行光路方向反射回原处；

光电探测器（8），其将经由所述光学环形器（3）传输给该光电探测器（8）的反射回光转换为电信号；

信号处理与控制系统（9）对电信号进行解算处理，获得目标阵列的精确距离信息。

2.如权利要求1所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

所述信号处理与控制系统（9）包括：

DDS硬件模块（91），用于生成各种信号源，其中进一步包括：

主信号发生模块（911），用于产生发射光强度调制信号；

第一基准信号发生模块（912），用于产生发射调制信号的参考信号；

第二基准信号发生模块（913），用于产生基准相位信号，以评估回波信号的相移；

发射调制模块（92），其连接主信号发生模块（911），用于实现发射调制信号的预处理，以驱动主发射激光源和备发射激光源；

信号接收预处理模块（93），用于对所述光电探测器（8）接收的信号进行包含滤波、放大的预处理并实现AGC自动增益；

混频模块（94），用于对信号接收预处理模块（93）得到的信号和第一基准信号发生模块（912）进行模拟混频处理，实现回光信号的下变频；

第一AD采样模块（95），用于对混频模块（94）产生的低频信号进行采样处理，以实现模/数转换；

第二AD采样模块（96），用于对第二基准信号发生模块（913）进行采样，以实现模/数转换；

FPGA硬件模块（97），用于信号处理并解算目标距离，进一步包括：

相关鉴相模块（971），用于实现第一AD采样模块（95）和第二AD采样模块（96）的数字鉴相功能；

距离解算模块（972），用于根据相位鉴相结果进行距离解算；

上位机通信模块（973），用来与上位机系统进行通信；

时序控制模块（974），用来对光开关阵列（5）进行开关控制，以控制不同光路实现测量。

3.如权利要求1所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

所述主发射激光源和备发射激光源分别采用主半导体激光器和备份半导体激光器作为发射光源，并由50：50的光学合束器（2）合光。

4.如权利要求1所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

所述光开关阵列（5）采用微机电系统光开关，控制信号上升沿时间小于0.5ms，通道为1×32以上。

5.如权利要求1所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

所述收发天线阵列（6）个数与合作目标阵列（7）个数一致，且两者在机构展开后直接一一对应，收发光学天线束散角大小能够覆盖结构变形造成的目标方位偏移，使合作目标不会偏移出系统视场。

6.如权利要求1所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

所述调制驱动系统（10）的调制频率为100MHz。

7.如权利要求1所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

系统采用双波长双支撑结构交错照射目标阵列。

8.如权利要求1~7中任意一项所述的分布式高精度激光在线测量系统，其特征在于，

所述分布式高精度激光在线测量系统用于卫星大型展开天线机构。