[發(fā)明專利]基于原子接收機(jī)的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)及距離測量方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110317777.0 | 申請日： | 2021-03-25 |
| 公開（公告）號： | CN113109799A | 公開（公告）日： | 2021-07-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 林沂;吳逢川;王延正;武博;安強(qiáng);付云起 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍國防科技大學(xué) |
| 主分類號： | G01S13/34 | 分類號： | G01S13/34 |
| 代理公司： | 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225 | 代理人： | 邱軼 |
| 地址： | 410073 湖*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 原子 接收機(jī) fmcw 雷達(dá) 系統(tǒng) 距離 測量方法 | ||
1.一種基于原子接收機(jī)的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括FMCW信號源、原子接收機(jī)和信號處理模塊；
所述FMCW信號源用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信號發(fā)射周期發(fā)送FMCW信號；
所述原子接收機(jī)用于在預(yù)設(shè)的信號接收周期接收所述FMCW信號經(jīng)目標(biāo)反射產(chǎn)生的回波信號；
所述信號處理模塊用于處理所述原子接收機(jī)收到所述回波信號后輸出的EIT譜信號，根據(jù)所述EIT譜信號的EIT透射峰值的變化得到所述FMCW信號和所述回波信號間的差頻信號，得到所述目標(biāo)的距離測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述FMCW信號源發(fā)送的FMCW信號的頻率為：
f＝f0+(B/T)*t
其中，f0為FMCW信號的起始頻率，B為FMCW信號的頻率帶寬，T為FMCW信號的調(diào)制周期，t為FMCW信號的在調(diào)制周期T內(nèi)的信號發(fā)射時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述信號處理模塊計(jì)算所述目標(biāo)的距離測量值的方式為：
其中，表示目標(biāo)的距離測量值，c表示自由空間的光速，Δf表示所述差頻信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述原子接收機(jī)包括探測激光器、耦合激光器、探測光二向色鏡、耦合光二向色鏡、原子氣室和光電探測器；
所述探測激光器發(fā)射的探測光經(jīng)所述探測光二向色鏡穿過所述原子氣室；
所述耦合激光器發(fā)射的耦合光經(jīng)所述耦合光二向色鏡穿過所述原子氣室；
所述原子氣室產(chǎn)生的透射光由所述光電探測器轉(zhuǎn)換為電信號，所述電信號為原子接收機(jī)的輸出信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述原子氣室是由堿金屬原子蒸氣填充的密閉玻璃器皿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述堿金屬原子為銫原子或銣原子。
7.一種基于原子接收機(jī)的距離測量方法，其特征在于，所述方法包括：
使用FMCW信號源根據(jù)預(yù)設(shè)的信號發(fā)射周期發(fā)送FMCW信號；
使用原子接收機(jī)在預(yù)設(shè)的信號接收周期接收所述FMCW信號經(jīng)目標(biāo)反射產(chǎn)生的回波信號；
使用信號處理模塊處理所述原子接收機(jī)收到所述回波信號后輸出的EIT譜信號，根據(jù)所述EIT譜信號的EIT透射峰值的變化得到所述FMCW信號和所述回波信號間的差頻信號，得到所述目標(biāo)的距離測量值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述EIT譜信號的EIT透射峰值的變化得到所述FMCW信號和所述回波信號間的差頻信號，得到所述目標(biāo)的距離測量值的方式包括：
其中，表示目標(biāo)的距離測量值，c表示自由空間的光速，Δf表示所述差頻信號，B為FMCW信號的頻率帶寬，T為FMCW信號的調(diào)制周期。
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求7或8所述方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求7或8所述方法的步驟。
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- 專利分類
G01S 無線電定向；無線電導(dǎo)航；采用無線電波測距或測速；采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測；采用其他波的類似裝置
G01S13-00 使用無線電波的反射或再輻射的系統(tǒng)，例如雷達(dá)系統(tǒng)；利用波的性質(zhì)或波長是無關(guān)的或未指明的波的反射或再輻射的類似系統(tǒng)
G01S13-02 .利用無線電波反射的系統(tǒng)，例如，初級雷達(dá)系統(tǒng)；類似的系統(tǒng)
G01S13-66 .雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)；類似系統(tǒng)
G01S13-74 .應(yīng)用無線電波再輻射的系統(tǒng)，例如二次雷達(dá)系統(tǒng)；類似系統(tǒng)
G01S13-86 .雷達(dá)系統(tǒng)與非雷達(dá)系統(tǒng)
G01S13-87 .雷達(dá)系統(tǒng)的組合，例如一次雷達(dá)與二次雷達(dá)
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