[发明专利]一种采用光锁相自适应补偿多普勒频移的相干激光雷达

权利要求书

1.一种采用光锁相自适应补偿多普勒频移的相干激光雷达，其特征在于：该相干激光雷达包括主激光器(1)、可调谐本振激光器(2)、接收光学系统(3)、3dB耦合器(4)、平衡探测器(5)、鉴频鉴相模块(6)、电荷泵(7)、环路滤波器(8)和信号处理模块(9)，所述的主激光器(1)用于发射空间连续激光信号至被测目标上；所述的可调谐本振激光器(2)用于产生本振光信号，可通过温度和PZT调谐本振光信号频率；所述的接收光学系统(3)用于接收被测目标反射/散射的激光回波信号；所述的3dB耦合器(4)用于使回波光信号与本振光信号耦合成相位相差180°的两路光信号；所述的平衡探测器(5)用于分别响应3dB耦合器(4)输出的两路光信号，并对两个光电流之差做跨阻放大；所述的鉴频鉴相模块(6)用于产生频差信号与参考信号上升沿的脉冲差；所述的电荷泵(7)用于响应鉴频鉴相器模块(6)输出的脉宽差，产生对应的充电/放电电流；所述的环路滤波器(8)用于产生可调谐本振激光器(2)的控制电压，同时也用于滤除高频信号。

2.根据权利要求1所述的采用光锁相环补偿多普勒频移的相干激光雷达，其特征在于：采用了光锁相技术，即降低了拍频信号的频率，补偿了目标运动带来的大多普勒频移，又保证了拍频信号的相位稳定，在此基础上更有利于后续对拍频信号的探测与采集，降低了相干激光雷达数据处理的难度，可实现相干激光雷达对高速运动目标的探测。

3.根据权利要求1所述的采用光锁相环补偿多普勒频移的相干激光雷达，其特征在于：采用了鉴频鉴相模块(6)构成光锁相环，通过鉴频鉴相模块(6)中引入参考信号可降低环路的捕获带宽，可更好的抑制环路噪声，保证环路的跟踪性能；此外相较于其他的鉴相器，因鉴频鉴相模块(6)输出的是两信号的脉宽差，所以鉴频鉴相模块(6)既能鉴频又能鉴相，且锁定精度较高。

4.根据权利要求1所述的采用光锁相环补偿多普勒频移的相干激光雷达，其特征在于：采用经过优化后的环路滤波器(8)，可以使环路带宽和相位裕度优化到合适的值，即实现了环路对大带宽的快速捕获，也保证了环路的锁定稳定性。