[发明专利]星载激光雷达回波信号模拟器

摘要

本发明涉及一种星载激光雷达回波信号模拟器，主要应用于星载激光雷达地面测试试验中，属于光电信息技术领域。模拟器由控制计算机、波形模拟装置、偏振态模拟装置、噪声模拟装置、光学合束装置、光束偏转装置、中继像面、平行光管和激光方向跟踪装置组成；该模拟器提供一种可控光学信号源，可以在实验室条件下为被测星载激光雷达系统提供可控的光学回波信号，支持对星载激光雷达系统进行重复测试。能够支持星载激光雷达系统的研制、硬件测试、错误评估和算法开发等全过程，具有较强的实用性，已经应用在中国某星载对地观测激光雷达系统的地面测试试验中。

主权项

1.星载激光雷达回波信号模拟器，其特征在于：由控制计算机、波形模拟装置、偏振态模拟装置、噪声模拟装置、光学合束装置、光束偏转装置、中继像面、平行光管和激光方向跟踪装置组成；控制计算机根据星载激光雷达遥感探测数学模型生成激光回波信号的波形数据和偏振态数据，分别下发到波形模拟装置和偏振态模拟装置；波形模拟装置根据控制计算机下发的激光回波信号波形数据，在被测星载激光雷达系统发送的触发信号的触发下，生成和激光回波信号波形相同的激光信号；偏振态模拟装置根据控制计算机下发的偏振态数据改变波形模拟装置输出的激光信号的偏振态；噪声模拟装置用于生成被测星载激光雷达系统接收到的噪声光；光学合束装置把激光信号光束和噪声光束在空间上合成一束；光束偏转装置用于控制光束在中继像面上形成的光斑的位置；中继像面被放置在平行光管的焦平面上，中继像面上的光斑经过平行光管后被准直为平行光，平行光作为所述的星载激光雷达回波信号模拟器最终输出的激光回波信号；激光方向跟踪装置用于实时监测被测星载激光雷达系统的发射激光信号方向和星载激光雷达回波信号模拟器输出的激光回波信号方向，并把两个激光信号方向之间的差异角反馈给控制计算机；控制计算机根据方向差异角控制光束偏转装置改变中继像面上的光斑位置；由于中继像面位于平行光管的焦平面上，因此中继像面上的光斑位置决定了从平行光管出射的激光回波信号的方向；控制计算机通过控制中继像面上的光斑位置进而控制激光回波信号的方向，使其与被测星载激光雷达系统的发射激光信号平行反向，实现方向跟踪功能。