[发明专利]单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法及装置

权利要求书

1.一种单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制装置，其特征是，包括连续光纤激光器、电光调制器、啁啾信号源、准直发射系统、接收望远镜、数字微镜器件、聚光镜、高速光电探测器、放大器、减法混频器、带通滤波器和工控机，所述的啁啾信号源分别与数字微镜器件和工控机连接，所述的数字微镜器件与工控机连接，所述的带通滤波器分别与减法混频器和工控机连接，所述的放大器与减法混频器连接，所述的高速光电探测器与放大器连接，所述的数字微镜器件通过接收望远镜接收信号，所述的数字微镜器件调制的光场通过聚光镜汇聚聚光到高速光电探测器上，工控机将需要准备好的空间调制花样加载到数字微镜器件上，工控机通过控制线控制啁啾信号源产生啁啾电信号和同步门控信号；啁啾电信号分别驱动电光调制器和减法混频器；同步门控信号分别控制工控机上的采集卡和数字微镜器件进行数据采集和镜面翻转，保证在单次测量时间内采集到的差频电信号来完全来自同一散斑花样，且保证自镜面开始翻转和翻转结束过程都在采集；啁啾电信号和同步门控信号始终保持同步。

2.一种单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1、利用权利要求1所述的装置构建光路，预先生成空间调制花样，并将其加载到数字微镜器件上；

1.2、设置测量所需的啁啾信号参数；

1.3、打开连续光纤激光器和工控机，控制啁啾信号源和数字微镜器件工作，测量、采集关联运算所需的差频信号；

1.4、工控机对采集的信号处理，将工控机采集的测量信号进行快速傅里叶变换并找到频谱峰对应位置与强度并存储；

1.5、将测量得到的频谱强度与预先加载的空间调制花样进行关联运算，得到位置图像；

1.6、根据目标距离将不同位置距离上的空间二维图像堆叠成三维图像。

3.根据权利要求2所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的啁啾信号参数包括啁啾信号的脉冲时长、起振频率、调制宽度。

4.根据权利要求3所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的啁啾信号具有如下形式：，其中是到达电光调制的平均光强，为调制速率且，为时间，为随时间变化的光强。

5.根据权利要求2所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的测量、采集关联运算所需的差频信号具体为：连续光纤激光器出光，啁啾信号源输出信号，数字微镜器件开始翻转，工控机开始采集差频电信号数据。

6.根据权利要求2所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的信号处理具体为：将工控机采集的第次测量信号进行快速傅里叶变换并找到频谱峰对应位置与强度并存储。

7.根据权利要求6所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的信号处理公式如下：

，其中表示本地振荡的啁啾电信号，为sinc函数，为调制深度，为虚数单位符号，为本振光和信号光相位差，表示进入减法混频器的光电流信号，表示滤波函数，强度。

8.根据权利要求2所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的将测量得到的频谱强度与预先加载的空间调制花样进行关联运算，得到位置图像为：对于频谱位置处，将测量得到的多个频谱强度与数字微镜器件上预先加载的空间调制花样A进行关联运算得到频谱位置处的重构图像。

9.根据权利要求8所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的将测量得到的频谱强度与预先加载的空间调制花样进行关联运算，得到位置图像的公式如下：，其中表示系综平均。

10.根据权利要求2所述的单臂激光外差关联成像雷达空间后端调制方法，其特征是，所述的根据目标距离将不同位置距离上的空间二维图像堆叠成三维图像具体为：重建目标不同对应的距离信息，其中为光速，T为啁啾信号的脉冲时长，B为调制宽度，根据目标距离将不同距离上的空间二维图像堆叠成三维图像。