基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达.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CN109116371A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201810811386.2(22)申请日2018.07.23(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人陈光灿赵玲娟陆丹郭露赵武(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人张宇园(51)Int.Cl.G01S17/58(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达(57)摘要本发明公开了一种基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，属于多普勒测速雷达领域，该测速雷达包括：放大反馈激光器，光纤放大器，三端口环形器，光纤连接器，光学收发天线，光电探测器，数据采集器，射频信号源。本发明利用放大反馈激光器产生的双波长光信号来检测移动目标的速度，将对激光器线宽的要求转移到对双模拍频微波信号线宽上来，降低了多普勒雷达系统对激光器线宽的要求，提高了测量精度，降低了系统的成本；此外，本发明利用光纤端面的反射光作为参考光，参考光与信号光在同一段光纤路径中传输，光纤扰动带来的共模噪声可以通过平衡探测的方式去除，与采用不同光纤路径的相干接收方式相比，具有更好的抗干扰性和稳定性。CN109116371ACN109116371A权利要求书1/1页1.一种基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，其特征在于，包括：放大反馈激光器(a)，光纤放大器(b)，三端口环形器(c)，光纤连接器(d)，光学收发天线(e)，光电探测器(f)，信号记录仪(g)和射频信号源(h)；其中，放大反馈激光器(a)，用于产生双纵模光信号，包括射频接口，所述射频接口与射频信号源(h)相连；光纤放大器(b)，用于放大双纵模光信号，其输入端与放大反馈激光器(a)的输出端相连；三端口环形器(c)，其第一端口与光纤放大器(b)输出端连接，用于接收放大后的双波长光信号；三端口环形器(c)的第二端口与光纤连接器(d)连接，用于将从第一端口接收到的光信号传入光纤连接器(d)以及接收来自光纤连接器(d)的信号光和参考光；三端口环形器(c)的第三端口与光电探测器(f)连接，用于将信号光和参考光传至光电探测器(f)；光纤连接器(d)，连接三端口环形器(c)的第二端口和光学收发天线(e)，通过光纤连接器(d)发射的激光在连接器接头处存在反射，该反射光作为系统的参考光，以及向光学收发天线(e)发送光信号，并将光学收发天线(e)接收的信号光与参考光在连接头端面合波，通过三端口环形器(c)将合波传至光电探测器(f)；光学收发天线(e)，与光纤连接器(d)连接，用于接收光纤连接器(d)传来的双波长光信号发射向被测以动物体，以及接收被测移动物体散射信号光并传回光纤连接器(d)；光电探测器(f)，与信号记录仪(g)连接，用于接收参考光和信号光，差分探测出双模拍频微波信号的多普勒频移信号，并将双波长拍频信号的多普勒频移信号转换成电信号后输入信号记录仪(g)；信号记录仪(g)，用于记录光电探测器(f)检测出的多普勒频移信号，记录出的信号频率用于计算被测物体速度；射频信号源(h)，用于调制放大反馈激光器(a)，使两个激射模式的相位锁定，压缩拍频微波信号的线宽。2.根据权利要求1所述的基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，其特征在于：所述的放大反馈激光器(a)包括：DFB激光器区、相区和放大反馈区，其中DFB激光器区和放大反馈区分别位于相区两侧。3.根据权利要求2所述的基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，其特征在于：所述的放大反馈激光器(a)靠近DFB激光器区一端的端面为出光面。4.根据权利要求1所述的基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，其特征在于：所述的光纤连接器(d)的端面垂直于光纤轴向。5.根据权利要求5所述的基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，其特征在于：所述的光纤连接器(d)的端面镀有反射膜层，或所述光纤连接器(d)为无镀膜的平头光纤。6.根据权利要求1所述的基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达，其特征在于：所述的信号记录仪(g)为实时示波器或数据采集器。2CN109116371A说明书1/4页基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达技术领域[0001]本发明涉及多普勒测速雷达领域，特别涉及一种基于双波长半导体激光器的多普勒测速雷达。背景技术[0002]单波长激光多普勒雷达要求由物体移动导致的多普勒频移要大于激光器线宽且探测距离在激光的相干长度内，必须使用窄线宽激光器来保证高的测量精度和远的测试距离，通常要求激光器的线宽在100kHz以下量级(对于1550nm的单波长激光，当物体的移动速度为1cm/s时，激光的多普勒频移为12.