[发明专利]基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统及方法

权利要求书

1.一种基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，包括光源单元、测距单元和信号处理单元；

光源单元用于基于FDML技术向待测目标发射激光；

测距单元采用相干探测方式接收待测目标反射的激光并得到干涉信号；

信号处理单元用于基于干涉信号得到待测目标的距离和速度。

2.如权利要求1所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，所述光源单元选用FDML激光器作为调频连续波激光雷达捕获系统的光源，所述FDML激光器包括依次连接的驱动电源(1)、可调谐滤波器(2)、第一隔离器(3)、半导体放大器(4)、第二隔离器(5)、色散位移光纤(6)和第一耦合器(7)；

驱动电源(1)用于发出扫频激光，扫频激光依次通过可调谐滤波器(2)、第一隔离器(3)、半导体放大器(4)、第二隔离器(5)、色散位移光纤(6)和第一耦合器(7)。

3.如权利要求2所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，第一耦合器(7)用于将扫频激光分为A路扫频激光和B路扫频激光，第一耦合器(7)的分光比为20：80；

其中，A路扫频激光作为FDML激光器的输出，输出20％的扫频激光能量；B路扫频激光返回到FDML激光器的环形谐振腔内，输出80％的扫频激光能量。

4.如权利要求3所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，扫频激光在环形谐振腔内传播一周的时间是可调谐滤波器(2)的驱动电压的周期的整数倍。

5.如权利要求3所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，所述测距单元包括第二耦合器(8)、第三耦合器(9)、环形器(10)、收发装置(11)、待测目标(12)、第四耦合器(13)、第一光电探测器(14)、第五耦合器(15)、第六耦合器(16)和第二光电探测器(17)；

第二耦合器(8)与第三耦合器(9)、环形器(10)、收发装置(11)、待测目标(12)依次连接；

第四耦合器(13)和第一光电探测器(14)依次连接；

第二耦合器(8)还与第六耦合器(16)、第二光电探测器(17)依次连接；

第二耦合器(8)用于将A路扫频激光分为C路扫频激光和D路扫频激光，第二耦合器(8)的分光比为50：50；

其中，C路扫频激光输出50％的扫频激光能量，输出给第三耦合器(9)；D路扫频激光输出50％的扫频激光能量，输出给第五耦合器(15)。

6.如权利要求5所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，第三耦合器(9)用于将C路扫频激光分为C1路扫频激光和C2路扫频激光，第三耦合器(9)的分光比为50：50；

其中，C1路扫频激光通过延时光纤进入第四耦合器(13)；C2路扫频激光依次通过环形器(10)、收发装置(11)发射到待测目标(12)上，收发装置(11)接收从待测目标(12)反射回来的反射激光，反射激光通过环形器(10)后进入第四耦合器(13)，与C1路扫频激光发生差频干涉，产生第一干涉信号。

7.如权利要求6所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，第五耦合器(15)用于将D路扫频激光分为D1路扫频激光和D2路扫频激光，第五耦合器(15)的分光比为50：50；

其中，D1路扫频激光通过延时光纤进入第六耦合器(16)；D2路扫频激光通过单模光纤进入第六耦合器(16)，与D1路扫频激光发生差频干涉，产生第二干涉信号。

8.如权利要求5所述的基于FDML的调频连续波激光雷达捕获系统，其特征在于，第一光电探测器(14)用于通过光电转换将第一干涉信号转为第一电信号；

第二光电探测器(17)用于通过光电转换将第二干涉信号转为第二电信号。