[发明专利]多频调制激光的锁相转发方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于激光应用技术领域，特别涉及一种多频调制激光的锁相转发方法和装置。

背景技术

相位法激光测距是通过测量经过强度正弦调制的发射激光束和经目标反射的返回激光束间的相位差来实现距离测量的，其实质是将激光在被测距离上的往返飞行时间转化成了两调制激光信号相位差。而单一频率调制的相位法激光测距其不模糊距离和测量精度受到调制频率的限制。于是就发展出多个频率调制的相位法激光测距，相当于多把测尺对同一目标进行测量，既保证测量距离又保证测量精度。

由于多频调制相位法激光测距采用连续激光束进行测量，激光输出功率通常很小，为了提高测程，现有的相位法激光测距普遍采用了在被测目标端设置合作目标的反射式测量方案，而现有的合作目标通常是后向反射镜，这种装置属于无源器件，仅改变激光的传输方向，对激光束没有放大作用。激光强度的衰减形式为传输距离的四次方衰减函数，随着传输距离的增大，激光信号衰减很快，导致信噪比下降，从而限制测量距离。

发明内容

本发明的目的在于针对现有多频调制相位激光测距方法存在的上述缺点，提供一种多频调制激光的锁相转发方法和装置。该装置能接收多频调制信号，并对每个调制信号进行锁相，并进行放大和转发。该装置既能用作多频调制相位激光测距的合作目标，提高测程，也可用于多频调制激光的中继放大和转发。

本发明的技术解决方案是：

1、一种多频调制激光的锁相转发方法，该方法包括以下步骤：

(1)接收端接收入射激光，入射激光携带n个调制频率信号E(f₁)、E(f₂)...E(f_n)，记入射激光信号为E(f₁、f₂…f_n)，由光电探测器和信号调理电路将入射激光转换为电信号X(f₁，f₂…f_n)；

(2)取出部分本地激光器的输出激光作为参考激光，剩余的激光发射出去。本地激光器的输出激光携带n个调制频率信号E(f₁′)、E(f₂′)...E(f_n′)，记本地激光信号为E(f₁′、f₂′…f_n′)，由光电探测器和信号调理电路将参考激光转换为电信号Y(f₁′，f₂′…f_n′)；

(3)利用带通滤波器组A将电信号X(f₁，f₂…f_n)中的n个调制信号进行分离，记为X(f₁)、X(f₂)...X(f_n)，同时利用与带通滤波器组A完全相同的带通滤波器组B将电信号Y(f₁′，f₂′…f_n′)中的n个调制信号进行分离，记为Y(f₁′)、Y(f₂′)...Y(f_n′)，并按照[X(f₁)，Y(f₁′)]、[X(f₂)，Y(f₂′)]...[X(f_n)，Y(f_n′)]的方式组成n个通道，记为L₁(f₁，f₁′)、L₂(f₂，f₂′)...L_n(f_n，f_n′)；

(4)把通道信号L₁(f₁，f₁′)、L₂(f₂，f₂′)...L_n(f_n，f_n′)分别送给相应通道的鉴相器PD₁、PD₂...PD_n进行鉴相；