[发明专利]基于反射式天文望远镜的逆合成孔径激光雷达系统

摘要

本发明公开了一种基于反射式天文望远镜的逆合成孔径激光雷达系统，包括可调谐激光器、激光信号发射系统、接收望远镜、缩束系统、光电探测器、中频放大器、数据采集处理计算机等；可调谐激光器发出的脉冲调制激光信号经激光信号发射系统扩束发射到目标；目标漫反射的回波信号经接收望远镜接收，与本征光在光电探测器表面相干；光电探测器将光信号转化为电信号，经中频放大器放大后由数据采集处理计算机采集，并复原目标图像；系统能有效提升逆合成孔径激光雷达接收到的回波信号信噪比，并大范围、高精度、高速跟踪目标。

主权项

一种基于反射式天文望远镜的逆合成孔径激光雷达系统，包括可调谐激光器(1)、分光镜(2)、激光信号发射系统(8)、反射式接收望远镜系统(9)、缩束系统(24)、合束镜(20)、光电探测器(21)、中频放大器(22)和数据采集处理计算机(23)等，其特征在于：所述激光信号发射系统(8)包括第一反射镜(3)、倾斜镜(4)、调焦系统(5)、发射望远镜次镜(6)、发射望远镜主镜(7)；调焦系统(5)是改变发射望远镜次镜(6)和发射望远镜主镜(7)之间轴向间距的调整机构，实现激光信号对不同高度目标的聚焦；可调谐激光器(1)发射出调谐脉冲激光信号，经分光镜(2)、第一反射镜(3)、倾斜镜(4)、发射望远镜次镜(6)和发射望远镜主镜(7)，照射目标产生漫反射；激光信号发射系统(8)安装在接收望远镜主镜(10)支撑结构侧部，实现机械联动，保证探测不同俯仰角和不同方位角的目标时激光信号发射系统(8)的光轴与反射式接收望远镜系统(9)的光轴始终保持平行，所述反射式接收望远镜系统(9)包括反射式接收望远镜主镜(10)、反射式接收望远镜次镜(11)、反射式接收望远镜第三镜(12)、第二反射镜(13)、第三反射镜(14)、第四反射镜(15)；反射式接收望远镜系统(9)可以绕反射式接收望远镜主镜(10)、反射式接收望远镜次镜(11)、第四反射镜(15)中心所决定的轴实现方位角0到360°的旋转，绕反射式接收望远镜第三镜(12)、第二反射镜(13)中心所决定的轴实现俯仰角0到90°的旋转，实现对目标的大范围、高精度、高速跟踪；反射式接收望远镜系统(9)旋转到任何角度，在第四反射镜(15)的出射光束保持不变，所述的缩束系统(24)包括第五反射镜(16)、第一离轴抛物镜(17)、第二离轴抛物镜(18)和第六反射镜(19)；第一离轴抛物镜(17)和第二离轴抛物镜(18)的焦点重合，实现缩束和准直；利用抛物面作为反射面，不会引入额外的轴外像差和色差；可调谐激光器(1)发射出调谐脉冲激光信号，经分光镜(2)分束，少部分光透射作为本征光，大部分光反射进入激光信号发射系统(8)；大部分光依次经第一反射镜(3)、倾斜镜(4)反射，再依次由发射望远镜次镜(6)、发射望远镜主镜(7)扩束准直后发射进入自由空间，照射在目标表面发生漫反射；目标回波信号被反射式接收望远镜系统(9)接收，依次通过反射式接收望远镜主镜(10)、反射式接收望远镜次镜(11)、反射式接收望远镜第三镜(12)、第二反射镜(13)、第三反射镜(14)、第四反射镜(15)后进入缩束系统(24)；经第五反射镜(16)反射后，第一离轴抛物镜(17)和第二离轴抛物镜(18)完成光束的缩束准直，经第六反射镜(19)反射到合束镜(20)；回光信号在合束镜(20)表面与本征光合束，并在光电探测器(21)表面相干；光电探测器(21)将光学信号转化为电学信号，并经中频放大器(22)放大后，由数据采集处理计算机(23)采集，并复原目标图像。