一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达及系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达系统，包括四个成像通道，每个成像通道前端各设置一套光学接收组件；四套光学接收组件绕M点为中心均匀分布在同一平面内，且各光学接收组件的信号光接收端向M点倾斜b

【技术实现步骤摘要】
一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达及系统


[0001]本技术涉及激光雷达
，具体涉及一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达及系统。

技术介绍

[0002]传统分孔径激光雷达设计示意图如图1所示，是将激光雷达位置放在导弹的四个方位上，而非导弹最前端，这种设计能够一定程度上增大激光雷达的视场，然而增加效果并不明显。
[0003]这种方案设计原理如图2所示，信号激光照射到目标物表面，通过漫反射后被激光雷达上四套光学部分接收，所成的四个光斑经过传输并成像至四象限探测器上，再利用光斑质心位置得到目标物实时方位角，对导弹进行方向矫正。
[0004]从原理上看，激光雷达所安装的位置，只能避免把导引头放置在最前端引起不便，四套光学接收组件所起到的作用与只用一套光学接收组件区别不大，在能量收集和分辨率方面都没有提高，四套光学接收组件反而提高了设计生产成本，增大了系统重量。
[0005]另外，为获取更大的视场，只能以牺牲系统分辨率为代价，因此系统分辨率与视场相互制约。

技术实现思路

[0006]本技术所要解决的技术问题是传统分孔径激光雷达在能量收集和分辨率方面都没有提高，四套光学接收组件反而提高了设计生产成本，增大了系统重量，且系统分辨率与视场相互制约，本技术目的在于提供一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达及系统，基于现有的分孔径激光雷达系统进行结构上的改进，以解决上述技术问题。
[0007]本技术通过下述技术方案实现：
[0008]本方案提供一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达系统，包括四个成像通道，每个成像通道前端各设置一套光学接收组件；
[0009]四套光学接收组件绕M点为中心均匀分布在同一平面内，且各光学接收组件的信号光接收端向M点倾斜b
°
。
[0010]进一步优化方案为,M点位于四套光学接收组件构成的平面上或M点位于四套光学接收组件构成的平面以外。
[0011]本方案工作原理：根据激光雷达系统需要，设计四套前端信号光接收光学部分，假设每个通道的视场角为
±
a
°
，各光学接收组件向中心倾斜b
°
放置，则4套光学接收组件可以配合实现
±
(a+b)
°
的视场。由于单通道的视场角变小，在中间探测器大小不变的情况下，焦距会增大，分辨率会提高；同时，在光圈相同的情况下，光学接收组件的入瞳直径会增加，中间探测器接收能量会提高，能够增大探测距离，因此本方案可以在不降低探测视场的条件下，获得更高的分辨率。
[0012]基于上述技术方案本方案提供一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达，包括：承载
导弹和四套光学接收组件；
[0013]四套光学接收组件沿承载导弹的中轴线为中心均匀分布在承载导弹四周，且四套光学接收组件的信号光接收端向承载导弹的中轴线倾斜b
°
。
[0014]进一步优化方案为,承载导弹的头罩沿中心分布有四个通光孔，所述光学接收组件装设在通光孔内并向头罩中心倾斜b
°
。
[0015]根据激光雷达系统需要，可以将通光孔设置在承载导弹的头罩合适的位置，同样也可以设置在承载导弹的弹身上。
[0016]进一步优化方案为,还包括传像束光纤和四象限探测器，四套光学接收组件通过传像束光纤连接至四象限探测器形成四个成像通道。
[0017]对分孔径头罩进行挖孔，将四套光学接收组件放在合适的位置，进行信号光的接收，并利用像束光纤传输至四象限探测器，以结合质心位置来对导弹姿态进行校正。
[0018]进一步优化方案为,所述通光孔为圆孔，其最大直径比光学接收组件的最大直径至少大5mm。
[0019]进一步优化方案为,光学接收组件的信号光接收端伸出通光孔外。
[0020]根据需求，可以选择单组或多组套光学接收组件工作，其他不需要的视场角度对应的光学接收组件可以不工作，利用四套光学接收组件的配合，来对分辨率和视场进行弥补。
[0021]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0022]1、本技术提供的一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达及系统，各光学接收组件向中心倾斜b
°
放置，则4套光学接收组件可以配合实现
±
(a+b)
°
的视场，同时由于每一套光学接收组件的成像视场设计减小，可以使光学部分设计更加轻松，并且通光量的增加可以拓展探测距离，成像分辨率会显著提高；
[0023]2、本技术提供的一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达及系统，在光圈相同的情况下，光学接收组件的入瞳直径也会增加，因此可以在不降低探测视场的条件下，获得更高的分辨率，并且增大探测距离。
附图说明
[0024]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0025]图1为传统分孔径激光雷达设计示意图；
[0026]图2为本技术分孔径激光雷达局部结构示意图；
[0027]图3为本技术实施例3的单通道光学接收组件示意图；
[0028]图4为本技术实施例3的单通道离焦光学接收组件示意图；
[0029]图5为本技术实施例3的单通道光学接收组件形成光斑示意图；
[0030]图6为本技术实施例3在
‑5°
视场下四象限探测器上光斑位置；
[0031]图7为本技术实施例3在5
°
视场下四象限探测器上光斑位置；
[0032]图8为本技术实施例3在15
°
视场下四象限探测器上光斑位置。
[0033]附图中标记及对应的零部件名称：
[0034]1‑
承载导弹，2
‑
光学接收组件，3
‑
头罩，31
‑
通光孔，4
‑
激光雷达，5
‑
四象限探测器。
具体实施方式
[0035]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0036]传统分孔径激光雷达设计示意图如图1所示，是将激光雷达4位置放在导弹的四个方位上，而非导弹最前端，这种设计能够一定程度上增大激光雷达的视场，然而增加效果并不明显。
[0037]实施例1
[0038]本实施例1提供一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达系统，包括四个成像通道，每个成像通道前端各设置一套光学接收组件；
[0039]四套光学接收组件绕M点为中心均匀分布在同一平面内，且各光学接收组件的信号光接收端向M点倾斜b
°
。
[0040]M点位于四套光学接收组件构成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达系统，其特征在于,包括四个成像通道，每个成像通道前端各设置一套光学接收组件；四套光学接收组件绕M点为中心均匀分布在同一平面内，且各光学接收组件的信号光接收端向M点倾斜b
°
。2.根据权利要求1所述的一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达系统，其特征在于,M点位于四套光学接收组件构成的平面上或M点位于四套光学接收组件构成的平面以外。3.一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达，应用权利要求1
‑
2任一所述的一种大视场、高分辨的分孔径激光雷达系统，其特征在于，包括：承载导弹(1)和四套光学接收组件(2)；四套光学接收组件(2)沿承载导弹(1)的中轴线为中心均匀分布在承载导弹(1)四周，且四套光学接收组件(2)的信号光接收端向承...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂宇，马壮，杨吴昊，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：新型
国别省市：