一种大视场中搜索和跟踪低小慢目标的探测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114137550A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111366252.2(22)申请日2021.11.18(71)申请人西安工业大学地址710032陕西省西安市未央区学府中路2号(72)发明人刘雪莲王春阳肖博马骏武元昊(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人黄秦芳(51)Int.Cl.G01S17/04(2020.01)G01S17/66(2006.01)G01S7/48(2006.01)G01S7/481(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种大视场中搜索和跟踪低小慢目标的探测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种大视场中搜索和跟踪低小慢目标的探测系统及方法，涉及无线电磁信号技术领域。为了实现在大视场中搜索和跟踪低小慢目标,本发明提供一种大视场中搜索和跟踪低小慢目标的探测系统，包括中央控制单元、激光器子系统、收发共口径光路子系统、扫描子系统、GM‑APD阵列探测子系统和数据处理子系统；中央控制单元分别与激光器子系统、扫描子系统和GM‑APD阵列探测子系统相连，GM‑APD阵列探测子系统经数据处理子系统与中央控制单元输入端连接。本发明提供一种大视场中搜索和跟踪低小慢目标的探测系统，扫描视场大速度快、口径大焦距长空间分辨率高，光能利用率高，能探测到微弱的单光子信号，对于远距离的低小慢目标探测更具优势。CN114137550ACN114137550A权利要求书1/1页1.一种在大视场中搜索和跟踪低小慢目标探测系统，其特征在于，包括中央控制单元（1）、激光器子系统（2）、收发共口径光路子系统（3）、扫描子系统（4）、GM‑APD阵列探测子系统（5）和数据处理子系统（6）；所述中央控制单元（1）分别与激光器子系统（2）、所述扫描子系统（4）和GM‑APD阵列探测子系统（5）相连，所述激光器子系统（2）发射的激光光束经所述收发共口径光路子系统（3）后，激光光束进入所述扫描子系统（4）；目标回波光束经所述收发共口径光路子系统（3）至所述GM‑APD阵列探测子系统（5），所述GM‑APD阵列探测子系统（5）经数据处理子系统（6）与中央控制单元（1）输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种在大视场中搜索和跟踪低小慢目标探测系统，其特征在于，所述收发共孔径光路子系统（3）包括与激光器子系统（2）依次相接的激光一级扩束系统（301）、双工反射镜（302）和大口径离轴反射望远系统（303）和探测成像系统（305），大口径离轴反射望远系统（303）的出射光接扫描子系统（4）；探测成像系统（305）位于双工反射镜（302）的回波光路上，探测成像系统（305）的汇聚回波光路上设置有GM‑APD阵列探测子系统（5）；所述激光器子系统（2）发出的激光光束经激光一级扩束系统（301）后，扩束后的激光光束穿过双工反射镜（302）中心入射到大口径离轴反射望远系统（303），大口径离轴反射望远系统（303）的出射光进入所述扫描子系统（4），目标回波光束依次经扫描子系统（4）、所述大口径离轴反射望远系统（303），经所述双工反射镜（302）反射至所述目标探测成像系统（305），经所述探测成像系统（305）汇聚回波光束后进入所述GM‑APD阵列探测子系统（5）。3.根据权利要求2所述的一种在大视场中搜索和跟踪低小慢目标探测系统，其特征在于，所述扫描子系统（4）采用大口径二维高速摆镜。4.根据权利要求3所述的一种在大视场中搜索和跟踪低小慢目标探测系统，其特征在于，所述中央控制单元（1）为FPGA中央控制单元。5.根据权利要求4所述的一种在大视场中搜索和跟踪低小慢目标探测系统，其特征在于，所述数据处理子系统（6）为上位机。6.如权利要求1所述系统在大视场中搜索和跟踪低小慢目标的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：系统上电后，启动所有子系统，所述中央控制单元（1）控制所述激光器子系统（2）发射激光束；步骤二：所述激光光束进入所述收发共孔径光路子系统（3），光束改变方向进入所述扫描子系统（4），所述中央控制单元（1）控制所述扫描子系统（4）偏转在视场范围内进行光束扫描，回波光束再经收发共孔径光路子系统（3），汇聚光束后进入所述GM‑APD阵列探测子系统（5）；步骤三：所述GM‑APD阵列探测子系统（5）持续接收所述回波信号，回波信号触发所述GM‑APD阵列探测子系统（5）后，将回波数据位置信息传输至所述数据处理子系统（6）；步骤四：所述数据处理子系统（6）将回波数据位置坐标转换，经数据处理后判断是否有目标，若存在目标，则对目标数据建立源生航迹，通过跟踪算法预测跟踪目标位置形成临时航迹，将目标临时航迹信息传给所