[发明专利]基于里德堡原子的脉冲雷达系统及距离测量方法

权利要求书

1.一种基于里德堡原子的脉冲雷达系统，其特征在于，所述系统包括雷达发射机、里德堡原子接收机、数据采集模块和信号处理模块；

所述雷达发射机用于根据预设的信号发射时间发送雷达信号；

所述里德堡原子接收机用于接收所述雷达信号经目标反射产生的回波信号；

所述数据采集模块用于将所述里德堡原子接收机收到所述回波信号后的输出信号转换为数字信号；

所述信号处理模块用于根据所述数字信号绘制所述回波信号的EIT-AT谱图像，根据所述EIT-AT谱图像通过图像边缘检测方法获取所述回波信号到达所述里德堡原子接收机时，所述EIT-AT谱图像上出现光带的起始时间，根据所述起始时间确定回波信号到达时间，根据所述信号发射时间和回波信号到达时间得到所述目标的距离测量值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括时钟同步装置；

所述时钟同步装置用于设置所述雷达发射机和所述里德堡原子接收机的工作时序。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述里德堡原子接收机还包括探测激光器、耦合激光器、探测光二向色镜、耦合光二向色镜和原子气室；

所述探测激光器发射的探测光经所述探测光二向色镜穿过所述原子气室；

所述耦合激光器发射的耦合光经所述耦合光二向色镜穿过所述原子气室；

所述原子气室产生的透射光由光电探测器转换为电信号，所述电信号为所述里德堡原子接收机的输出信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述原子气室是由碱金属原子蒸气填充的密闭玻璃器皿。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述碱金属原子为铯原子或铷原子。

6.一种基于里德堡原子的脉冲雷达距离测量方法，其特征在于，所述方法包括：

由雷达发射机根据预设的信号发射时间发送雷达信号；

由里德堡原子接收机接收所述雷达信号经目标反射产生的回波信号；

由数据采集模块将所述里德堡原子接收机收到所述回波信号后的输出信号转换为数字信号；

由信号处理模块根据所述数字信号绘制所述回波信号的EIT-AT谱图像，根据所述EIT-AT谱图像通过图像边缘检测方法获取所述回波信号到达所述里德堡原子接收机时，所述EIT-AT谱图像上出现光带的起始时间，根据所述起始时间确定回波信号到达时间，根据所述信号发射时间和回波信号到达时间得到所述目标的距离测量值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述数字信号绘制所述回波信号的EIT-AT谱图像包括：

根据所述数字信号，以时间为横轴，以探测光频率值为纵轴，绘制所述回波信号的EIT-AT谱图像。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述信号发射时间和所述回波信号到达时间得到所述目标的距离测量值包括：

根据所述信号发射时间和所述回波信号到达时间得到所述目标的距离测量值为：

其中，表示目标的距离测量值，c表示自由空间的光速，t₀表示所述信号发射时间，t₁表示所述回波信号到达时间。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至8中任一项所述的方法的步骤。