[发明专利]一种双频线性调频相干测风激光雷达

权利要求书

1.一种双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，包括：

光源模块、调制光模块、发射接收模块、探测模块以及信号处理模块；

其中，所述光源模块用于出射预设波长的双波长激光光束；

所述调制光模块用于对所述双波长激光光束进行线性调制，以出射双频线性调频连续波激光光束；

所述发射接收模块用于将所述双频线性调频连续波激光光束分为第一激光光束以及第二激光光束，所述第一激光光束入射至探测目标，所述第二激光光束作为本振光光束；并接收所述探测目标后向散射回波信号；

所述探测模块用于对所述本振光光束与所述回波信号进行光学拍频，以获得多普勒频移信息，同时将光信号转换成电信号；

所述信号处理模块用于对所述电信号进行微波拍频，以获得多普勒频移差值信息；

其中，所述调制光模块包括调制器及信号发生器；所述调制器用于对所述双波长激光光束进行线性调频；所述信号发生器与所述调制器相连，用于为所述调制器提供调制信号，且所述信号发生器为三角波信号发生器以产生三角波调制信息；

所述信号处理模块包括采集卡以及数据处理装置；所述采集卡与平衡探测器相连，用于采集信号；所述数据处理装置与所述采集卡相连，用于对所述电信号进行微波拍频，以获得双频多普勒频移差值信号，以此反演目标的距离与速度信息，以消除非线性调频效应产生的误差项。

2.根据权利要求1所述的双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，所述调制光模块还包括：

滤波器，所述滤波器与所述调制器相连，用于对所述双频线性调频连续波激光光束中的背景噪声进行滤除。

3.根据权利要求2所述的双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，所述调制光模块还包括：

激光放大器，所述激光放大器与所述滤波器相连，用于将过滤后的双频线性调频连续波激光光束的能量进行放大。

4.根据权利要求3所述的双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，所述发射接收模块包括：

第一分束器、第二分束器、光学收发装置以及环形器；

其中，所述第一分束器与所述激光放大器相连，用于将所述双频线性调频连续波激光光束分为所述第一激光光束以及所述第二激光光束；

所述环形器分别与所述光学收发装置、所述第一分束器以及所述第二分束器相连，用于将所述第一激光光束入射至所述光学收发装置，将所述第二激光光束入射至所述第二分束器；并将所述回波信号入射到所述第二分束器；

所述光学收发装置用于将所述第一激光光束入射至所述探测目标上，并接收与所述探测目标相互作用后散射的回波信号并将其入射至所述环形器；

所述第二分束器用于将所述回波信号与所述第二激光光束入射至所述探测模块。

5.根据权利要求4所述的双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，所述探测模块包括所述平衡探测器，所述平衡探测器与所述第二分束器相连，用于对所述第二激光光束与所述回波信号进行光学拍频，以获得双频多普勒频移信号。

6.根据权利要求4所述的双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，所述发射接收模块还包括：

衰减器，分别与所述第一分束器与所述第二分束器相连，用于对所述第二激光光束进行衰减，经衰减后的光束作为所述本振光光束。

7.根据权利要求6所述的双频线性调频相干测风激光雷达，其特征在于，所述数据处理装置包括：

DSP数据处理单元以及计算机。