[发明专利]基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统

说明书

基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统，属于激光测速领域。解决传统的锯齿波调制FM/CW激光雷达测速时，由于距离‑速度耦合无法经过单次测量、单次解算获得被测移动目标移动速度的问题。本发明调制端采用单频连续激光光源、双平行MZM和光纤激光放大器构成光纤回路与可调F‑P光纤滤波器共同构成信号调制系统来产生具有梯状频率调制功能的光信号，且该光信号经2号1×2分束器进行分束，获得一束信号光和一束本振光，本振光入射至目标后经目标反射，数字信号处理器对接收的信号光和携带被测移动目标信息的本振光进行处理，从而获得被测目标的移动速度。本发明主要用于对被测目标的移动速度进行测量。

技术领域

本发明属于激光测速领域。

背景技术

调频连续波(frequency-modulated continuous-wave，FM/CW)激光雷达具有的高信号调制带宽带来的高的测距分辨率、测距-测速同时进行、且对探测器和模数转换器(ADCS)的带宽要求不高的特点，逐渐成为一种重要的探测体制。但由于传统的FM/CW激光雷达系统采用锯齿波频率调制信号进行探测时，存在距离-速度耦合问题，即探测到的回波频谱峰值同时包含目标的距离和速度的耦合信息，无法通过单次测量及单次解算获得的被测移动目标距离，运算量大，测量时间长。因此，亟需提供一种进行单次测量，测量过程简单，运算量小的测速系统。

发明内容

本发明是为了解决传统的锯齿波调制FM/CW激光雷达测速时，由于距离-速度耦合无法经过单次测量、单次解算获得被测移动目标移动速度的问题。本发明提供了一种基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统。马赫-增德尔调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)。

基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统，它包括单频连续激光器、2个2×1耦合器、2个1×2分束器、双平行MZM、光纤激光放大器、可调F-P滤波器、光环形器、光纤自聚焦准直器、光电探测器、模数转换器和数字信号处理器；

2个2×1耦合器分别定义为1号2×1耦合器和2号2×1耦合器；

2个1×2分束器分别定义为1号1×2分束器和2号1×2分束器，且1号1×2分束器输出光强相同的两束光；

单频连续激光器输出的连续光和光纤激光放大器输出的光，经1号2×1耦合器耦合后，入射至双平行MZM，双平行MZM对接收的耦合光的频率进行平移后，又经1号1×2分束器进行分束，获得两束光；

其中，一束光经光纤激光放大器进行功率放大后，入射至1号2×1耦合器；

另一束光入射至可调F-P滤波器进行滤波后，又经2号1×2分束器进行分束后，获得两束光，该两束光分别为信号光和本振光，且信号光的光强大于本振光的光强；

信号光依次经过光环形器和光纤自聚焦准直器后，入射至被测移动目标，被测移动目标反射的回波信号光经光环形器入射至2号2×1耦合器，

本振光入射至2号2×1耦合器，

2号2×1耦合器对接收的本振光和回波信号光进行耦合后，入射至光电探测器进行光电转化，

光电探测器输出的电信号经模数转换器进行模数转化后，获得的数据信号输入至数字信号处理器，数字信号处理器对接收的数据信号进行处理，从而获得被测移动目标的移动速度。

所述的数字信号处理器对接收的数据信号进行处理，从而获得被测移动目标的移动速度的具体过程为：

步骤一、数字信号处理器对接收的数据信号进行傅里叶变换和中频滤波，获得外差信号的频谱且外差信号的频谱由N个sinc函数构成，且所述的N个sinc函数的幅值形成两个sinc函数包络，N为大于且等于10的整数；