[发明专利]双频FMCW雷达和方法

权利要求书

1.一种雷达，其包括：

具有第一调频激光辐射和第二调频激光辐射的激光器；

耦合到所述激光器的第一波导，其中所述第一调频激光辐射和所述第二调频激光辐射通过所述激光器被传输到所述第一波导中；

第二波导；

耦合在所述第一波导与所述第二波导之间的滤波器，其中所述滤波器被配置为对所述第一调频激光辐射进行耦合并且将其通过所述滤波器传输到所述第二波导，其中所述滤波器被配置为不对所述第二调频激光辐射进行耦合或不将其通过所述滤波器传输到所述第二波导，并且其中所述滤波器被配置为，不进行通过所述滤波器将所述第二波导上的第一调频激光辐射耦合到所述第一波导；以及

耦合到所述第二波导的光电探测器；

其中所述第一调频激光辐射包括线性啁啾斜坡调制v_1m；并且

所述第二调频激光辐射包括线性啁啾斜坡调制v_2m；

其中由所述第二波导接收的波形包括来自对象的散射辐射v_2m，所述散射辐射v_2m偏移由所述对象的速度所引起的多普勒频移f_D，使得接收到的波形是ν_2m+f_IF±f_D；

其中所述光电探测器被配置为将所述线性啁啾斜坡调制v_1m与接收到的波形v_2m+f_IF+f_D混合，以产生拍频Δν+f_IF±f_D，其中Δν＝ν_1m-ν_2m；并且

其中

Δt＝2L/c

L是到所述对象的距离，

c是光速，

B是频率调制的带宽或范围，并且

T是频率扫描的周期。

2.根据权利要求1所述的雷达，还包括：

耦合到所述第一波导的第一准直器；以及

耦合到所述第二波导的第二准直器。

3.根据权利要求1所述的雷达，其中：

所述激光器具有至少两个纵模。

4.根据权利要求1所述的雷达，其中：

所述激光器包括半导体激光器、激光二极管、量子级联激光器、或光纤激光器。

5.根据权利要求1所述的雷达，其中所述第二调频激光辐射被配置为在所述第一波导上继续并且被用于照射物体。

6.根据权利要求5所述的雷达：

其中Δν＝ν_1m-ν_2m等于c/(2nL_c)，其中c是光速，n是所述激光器的腔材料的折射率，并且L_c是所述激光器的腔长度。

7.根据权利要求6所述的雷达：

其中腔的光学长度nL_c大于5mm，使得Δν＝ν_1m-ν_2m等于或小于30GHz。

8.根据权利要求1所述的雷达，其中：

所述滤波器包括光学微谐振器、微环谐振器、多个相互耦合的环谐振器、或者多个耦合微谐振器。

9.根据权利要求1所述的雷达：

其中由所述第二波导接收的波形包括来自对象的散射辐射，所述散射辐射偏移由所述对象的速度所引起的多普勒频移；并且

其中所述光电探测器将所述第一调频激光辐射与由所述第二波导接收的波形进行混合以产生拍频。