[发明专利]微波与激光雷达一体化方法及装置

说明书

本发明公开了一种微波与激光雷达一体化方法。在发射端，将线性调频电信号调制于连续光载波上，生成载波抑制的双边带调制光信号；将所述双边带调制光信号分为四路，第一路充当激光雷达的发射信号，第二路进行光电转换后作为微波雷达发射信号，另外两路送至接收端分别作为激光雷达参考信号和微波雷达参考信号；在接收端，基于微波雷达参考信号对微波雷达回波信号进行光子去斜，得到微波雷达去斜信号，并通过将激光雷达回波信号与激光雷达参考信号拍频获得激光雷达去斜信号；对微波雷达去斜信号和激光雷达去斜信号进行数据处理，得到目标信息。本发明还公开了一种微波与激光雷达一体化装置。本发明可在大幅降低系统复杂度的同时提高探测分辨率。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种微波与激光雷达一体化方法。

背景技术

微波雷达和激光雷达已被广泛应用于许多领域，如遥感、地面安全和汽车驾驶。微波雷达和激光雷达都发射电磁波，并采集目标反向散射的信号以提取目标信息。它们之间的区别在于微波雷达通常传输和检测射频信号，而激光雷达则传输和检测光信号。因此，由微波雷达和激光雷达组成的一体化系统，可同时识别光学和射频频段的目标特性。与分立的激光雷达和微波雷达相比，微波雷达与激光雷达一体化系统具有更多优势。例如，微波雷达缺乏角分辨率，而激光雷达具有更高的方向性。因此，微波雷达与激光雷达一体化系统能够利用微波雷达快速搜索大范围内的目标，并使用激光雷达精确地对目标成像。此外，激光雷达受天气条件的影响很大，而微波雷达很容易受到射频干扰。微波雷达与激光雷达一体化系统将提高在复杂环境下的可靠性。基于这些优点，微波雷达与激光雷达一体化系统已被广泛应用。

构建微波雷达与激光雷达一体化系统的常用方法是使用数据融合技术，将激光雷达与微波雷达的数据进行融合，但激光雷达与微波雷达仍然是是分立的，因此一体化系统的构造依然很复杂。另一方面，微波雷达和激光雷达之间的较低的技术兼容性也使得难以将激光雷达和微波雷达集成在同一个系统中。例如，在发射器中，微波雷达需要产生射频信号，而激光雷达需要产生光学信号。在接收器中，目前常见的调频连续波微波雷达因为使用了线性调频的射频信号，所以需要去啁啾来获取距离信息。但是，在激光雷达中，最常使用的脉冲激光雷达，因为使用了脉冲激光和飞行时间技术，接收器中需要计时装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种微波与激光雷达一体化方法及装置，其结构简单，可对待测物体距离和速度进行实时准确的测量，实现微波雷达与激光雷达的优势互补。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种微波与激光雷达一体化方法，

在发射端，将线性调频电信号调制于连续光载波上，生成载波抑制的双边带调制光信号；将所述载波抑制的双边带调制光信号分为四路，第一路充当激光雷达的发射信号，第二路进行光电转换后作为微波雷达发射信号，另外两路送至接收端分别作为激光雷达参考信号和微波雷达参考信号；

在接收端，基于微波雷达参考信号对微波雷达回波信号进行光子去斜，得到微波雷达去斜信号，并通过将激光雷达回波信号与激光雷达参考信号拍频获得激光雷达去斜信号；对微波雷达去斜信号和激光雷达去斜信号进行数据处理，得到目标信息。

优选地，所述数据处理具体为：根据微波雷达去斜信号和激光雷达去斜信号的瞬时频率计算出目标的距离和速度信息。

优选地，在发射端，利用双平行马赫曾德尔调制器将线性调频电信号调制于连续光载波上，生成载波抑制的双边带调制光信号。

根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：

一种微波与激光雷达一体化装置，包括发射端和接收端，

所述发射端包括：

光源，用于生成连续光载波；