[发明专利]一种基于光学透镜成像的雷达装置

说明书

本发明公开了一种基于光学透镜成像的雷达装置，包括以下几个部分：感光板、信号传输模块、信号分析输出模块，其中感光板又包括透镜阵列、成像板、光敏传感器阵列，利用凸透镜三维成像原理，通过感光板上的透镜阵列采集目标物体反射或发出的光信号，在成像板上形成一一对应的像，可以通过像相对于凸透镜的位置来判断目标物体的位置，由信号传输模块将捕捉到的光敏信号实时传输到信号分析输出模块，确定目标物体的速度、方向等信息，该装置材料简单，制造容易，非常适合大规模应用于军事领域和民用领域。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其是一种基于光学透镜成像的雷达装置。

背景技术

21世纪以来，为应对瞬息万变的高科技战争，世界各国都非常重视军事力量的发展，雷达在复杂多变的战场环境中具有及时、准确、高效地观测战争环境的功能，在战场监测和战术侦察中具有无可比拟的作用，正得到越来越广泛的应用，随着世界各国对雷达技术研究投入的加大，雷达的性能也得到扩宽，不仅能够实现对目标探测和定位的简单功能，而且能够通过雷达成像技术提供场景目标更细致的散射信息，得到更加直观的场景可视图。

传统的二维成像只有距离向和方位向两个维度信息，其本质上是三维空间场景在二维空间的投影，在对起伏较大的复杂地形进行成像时，二维成像会产生阴影效应，丢失场景中一些重要的信息，因此为获取更为全面的场景目标信息，研究雷达三维成像是非常有必要的，雷达三维成像技术能够获得目标场景的三维信息，较二维成像技术具有明显的优势，在军事和民用的各个领域正发挥着重要作用，现有的雷达主要有激光雷达和相控阵雷达，军事应用比较广泛，它们分别基于激光技术和电子扫描技术，但是这两种雷达造价高，不适于民用和普遍推广。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种基于光学透镜成像的雷达装置，该结构的优点是利用凸透镜成像原理，接收光信号对目标物体进行定位，通过对目标物体的连续定位实时监测物体的一系列性能，这种雷达制造简单，材料便宜，适宜于民用和普遍推广。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于光学透镜成像的雷达装置包括：感光板、信号传输模块、信号分析输出模块，其中感光板包括：透镜阵列、成像板、光敏传感器阵列。

该基于光学透镜成像的雷达装置，是凸透镜成像原理的应用，当物距小于一倍焦距时，成像为正立、放大的虚像，且与物体在凸透镜的同一侧；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成像为倒立、放大的实像，且像与物体分处凸透镜的两侧，成像在凸透镜的二倍焦距之外；当物距大于二倍焦距时，成像为倒立、缩小的实像，且像与物体分处凸透镜的两侧，成像在凸透镜的一倍焦距至二倍焦距之间，本发明利用凸透镜三维成像收集物象信息，当雷达转动时，通过对目标物体三维位置的坐标变换，可以确定目标物体的一系列参数。

感光板设计为网状晶格结构，包括透镜阵列、成像板、光敏传感器阵列。

目标物体在空间的某一位置一经确定，通过透镜阵列，其在成像板上成的像也就唯一确定，即目标物体与像是一一对应的关系，因此可以通过像相对于凸透镜的位置来判断目标物体的位置，感光板上有成千上万个光敏传感器，组成光敏传感器阵列，经由信号传输模块将捕捉到的光敏信号实时传输到信号分析输出模块，并对光敏信号进行处理，确定目标物体的信息。

若要提高该装置的精确度，则可采取增大凸透镜的焦距、增大光敏传感器的密度等措施，其材料简单，制造容易，非常适合大规模应用于军事领域和民用领域。

附图说明

图1是本发明的雷达装置系统示意图。

图2是本发明的感光板结构图。

图3是本发明的凸透镜三维成像原理图。

图中：1.感光板，2.信号传输模块，3.信号分析输出模块，4.透镜阵列，5.成像板，6.光敏传感器阵列。

具体实施方式