[发明专利]基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统

摘要

基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统，属于激光测速领域。解决传统的锯齿波调制FM/CW激光雷达测速时，由于距离‑速度耦合无法经过单次测量、单次解算获得被测移动目标移动速度的问题。本发明调制端采用单频连续激光光源、双平行MZM和光纤激光放大器构成光纤回路与可调F‑P光纤滤波器共同构成信号调制系统来产生具有梯状频率调制功能的光信号，且该光信号经2号1×2分束器进行分束，获得一束信号光和一束本振光，本振光入射至目标后经目标反射，数字信号处理器对接收的信号光和携带被测移动目标信息的本振光进行处理，从而获得被测目标的移动速度。本发明主要用于对被测目标的移动速度进行测量。

主权项

1.基于双平行MZM的超宽带梯状FM/CW激光测速系统，它包括单频连续激光器(1)、2个2×1耦合器、2个1×2分束器、双平行MZM(3)、光纤激光放大器(5)、可调F‑P滤波器(6)、光环形器(7)、光纤自聚焦准直器(8)、光电探测器(9)、模数转换器(10)和数字信号处理器(11)；2个2×1耦合器分别定义为1号2×1耦合器(2‑1)和2号2×1耦合器(2‑2)；2个1×2分束器分别定义为1号1×2分束器(4‑1)和2号1×2分束器(4‑2)，且1号1×2分束器(4‑1)输出光强相同的两束光；单频连续激光器(1)输出的连续光和光纤激光放大器(5)输出的光，经1号2×1耦合器(2‑1)耦合后，入射至双平行MZM(3)，双平行MZM(3)对接收的耦合光的频率进行平移后，又经1号1×2分束器(4‑1)进行分束，获得两束光；其中，一束光经光纤激光放大器(5)进行功率放大后，入射至1号2×1耦合器(2‑1)；另一束光入射至可调F‑P滤波器(6)进行滤波后，又经2号1×2分束器(4‑2)进行分束后，获得两束光，该两束光分别为信号光和本振光，且信号光的光强大于本振光的光强；信号光依次经过光环形器(7)和光纤自聚焦准直器(8)后，入射至被测移动目标，被测移动目标反射的回波信号光经光环形器(7)入射至2号2×1耦合器(2‑2)，本振光入射至2号2×1耦合器(2‑2)，2号2×1耦合器(2‑2)对接收的本振光和回波信号光进行耦合后，入射至光电探测器(9)进行光电转化，光电探测器(9)输出的电信号经模数转换器(10)进行模数转化后，获得的数据信号输入至数字信号处理器(11)，数字信号处理器(11)对接收的数据信号进行处理，从而获得被测移动目标的移动速度；其特征在于，所述的数字信号处理器(11)对接收的数据信号进行处理，从而获得被测移动目标的移动速度的具体过程为：步骤一、数字信号处理器(11)对接收的数据信号进行傅里叶变换和中频滤波，获得外差信号的频谱且外差信号的频谱由N个sinc函数构成，且所述的N个sinc函数的幅值形成两个sinc函数包络，N为大于或等于10的整数；步骤二、提取两个sinc函数包络的幅值最大值所对应的峰值频率f_‑、f₊，且f₊>f_‑；步骤三、将峰值频率f_‑、峰值频率f₊代入到公式一中进行解算，获得被测移动目标的移动速度v_r；其中，m_R＝round(f_‑/Δf)，Δf表示频率调制间隔，λ表示单频连续激光器(1)输出的连续光的波长，m_R表示中间变量，round()表示取整函数。