[实用新型]一种非扫描激光雷达接收光学系统

权利要求书

1.一种非扫描激光雷达接收光学系统，接收本雷达发射的1×M路的线阵光束的回波信号，每一发射光束的发散角为θ_发，θ_发的单位为弧度rad，接收视场≥M*θ_发，1×M路发射光束返回1×M路回波信号形成1×M个弥散斑，回波信号中心的夹角θ_弥≥θ_发，本非扫描激光雷达接收光学系统包括物镜光学系统及光电探测装置，所述物镜光学系统接收雷达回波信号；其特征在于：

还包括光纤阵列(2)，所述光电探测装置为探测器阵列(3)；

所述物镜光学系统(1)包括摄远物镜光学子系统(11)与远心光学子系统(12)；

所述光纤阵列(2)有M根平行于主光轴的线型光纤，与回波信号的弥散斑一一对应；

所述物镜光学系统(1)将不同视场的弥散斑聚焦于同一平面，此平面即本激光雷达接收光学系统的焦平面，光纤阵列(2)中的每根光纤的一端均处于此平面上；

相邻光纤中心的间距为d，物镜光学系统(1)的焦距为f，则光纤阵列(2)各光纤接收视场间隔θ_间，θ_间的单位为弧度rad；光纤阵列(2)的一根光纤的芯径为2r，光纤接收视场角θ_光＝2r/f，光纤芯径2r≤光纤中心间距d，光纤阵列(2)的每根光纤接收视场角θ_光≤θ_间；

所述探测器阵列(3)含多个探测器，M根光纤传输的M个回波信号与探测器阵列(3)内的各探测器一一耦合；各探测器包括光电转换器及辅助电路，将各光纤传输的回波信号转为电信号送入雷达中心系统分析比较。

2.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述摄远物镜光学子系统(11)包括一个前正透镜组和一个后负透镜组；远心光学子系统(12)包括2至4个聚光透镜组，其出瞳位于无穷远，即主光线平行于光轴。

3.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述发射光束的发散角θ_发的取值范围由雷达扫描的采样分辨率Δ与目标距离l确定，θ_发的取值范围≤Δ/l。

4.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述物镜光学系统(1)的有效口径，即摄远物镜光学子系统(11)中物镜的有效口径≥100mm。

5.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述光纤阵列(2)单根光纤为大芯径多模石英光纤，数值孔径大于或等于本激光雷达接收光学系统的像方数值孔径。

6.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

在全视场范围内所述焦平面上各弥散斑直径均小于或等于所述光纤阵列(2)的单根光纤芯径。

7.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述光纤阵列(2)各光纤长度相同，光纤长度≤0.5m。

8.根据权利要求1所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述探测器阵列(3)含Z个1×N的线阵探测器，N＜M，Z×N≥M，Z个1×N线阵探测器拼接构成探测器阵列(3)。

9.根据权利要求8所述的非扫描激光雷达接收光学系统，其特征在于：

所述N的取值为16、25、32、64和128中的任一个。