中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术院重点实验室，上海200083
研究了一种可用于着陆导航的全光纤线性调频连续波(LFMCW)-连续波(CW)激光多普勒雷达.以窄线宽激光器作为种子源，利用声光调制器对激光进行频率调制，通过平衡相干探测和基于FPGA的数字信号处理可实时获得航天器相对于天体的矢量速度.基于速度模拟发生器的实验结果表明，该多普勒雷达可获得高于0.05 cm/s的测速精度，同时具有速度方向辨别能力.
激光多普勒 着陆导航 线性调频连续波 方向辨别 激光雷达 laser Doppler landing navigation linear frequency modulation continuous wave (LFMCW direction discrimination laser radar
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室， 上海 200083
外差探测激光多普勒雷达由于具有测速精度高和可辨别速度方向等优点而广泛应用于测风、流体测速以及 着陆导航等方面。对外差激光多普勒雷达的测速原理、误差来源和系统噪声进行了分析，并给出了系统的信噪比和探 测精度的仿真结果。搭建了全光纤外差探测激光多普勒系统。用研制的高精度运动目标模拟器开展了相关测速 实验。实验结果表明，速度测量精度优于6.7 cm/s，而且与速度大小基本无关，这与仿真分析结果相一致。
激光雷达 激光多普勒 相干探测 外差探测 laser radar laser doppler coherent detection heterodyne detection
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电系统技术实验室, 上海 200083
激光多普勒测速雷达信号处理由于数据量大、实时性强等特点, 对信号处理单元的要求较高。现场可 编程门阵列(FPGA)具有高速、并行性等优点, 可以满足测速雷达的需求。介绍了利用单片FPGA实现激 光多普勒测速雷达信号处理的过程, 详细说明了数据的缓存、干扰频率的滤波、2倍降采样、快速傅 里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)和脉冲累积等步骤的FPGA实现, 最后分析了模块的性能并 给出了测试结果。
现场可编程门阵列 激光多普勒测速雷达 信号处理 FPGA laser Doppler velocity radar signal processing
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电系统技术实验室， 上海 200083
多普勒效应可以用于激光雷达对目标速度的探测，在处理探测信号的频谱时，由于栅栏效应的存在，会导致离散多普勒频谱和真实速度之间的偏差。在雷达测速系统中运用能量重心校正算法来对离散频率进行校正，从而达到提高测速精度的目的。实验结果表明，该雷达测速系统的探测精度优于厘米每秒量级。
测量 光纤光学 激光雷达 多普勒 能量重心校正 激光与光电子学进展
2012, 49(9): 091201
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电系统技术实验室， 上海 200083
构建了一种用线性调频信号去调制激光振幅的激光相干雷达实验系统。系统使用窄线宽激光器、马赫曾德尔（M-Z）幅度调制器以及光纤零差光路，利用直接数字合成（DDS）技术所生成的啁啾信号对激光振幅进行调制，完成了对目标靶运动速度与距离的同时测量，对速度距离分辨率和误差进行了测试和分析，对信噪比(SNR)与系统探测能力的关系进行了研究。实验结果表明该系统可以达到毫米每秒的测速精度和厘米级的测距精度，探测灵敏度优于0.1 nW。
光纤光学 激光雷达 距离多普勒 啁啾调幅 零差
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电系统技术实验室， 上海 200083
为了探测合成孔径激光雷达的平台振动引起的相位误差，采用一种新的振动测量方法，利用激光外差平衡探测和正交信号处理技术，直接提取探测信号相位，并对正交信号之间的不平衡度引起的误差进行了校正，得到系统探测相位灵敏度为1.45 rad。实验表明，该方法不但能够精确测量低频率微小振动位移引起的相位变化，而且对回波信号的幅度波动不敏感，有别于激光多普勒振动计。
合成孔径激光雷达 振动相位误差 平衡探测 相位提取
