專利名稱：三維全光纖激光多普勒測速系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學測量技術領域，尤其涉及一種三維全光纖激光多普勒測速系統(tǒng)。
背景技術：
激光多普勒測速技術被公認為非接觸測量的最佳方法，無論是固體、流體還是氣體的速度都可測量，廣泛的應用在航空航天、地面監(jiān)控、水力學、流體力學、風洞診斷等諸多領域，在軍事和民用領域都有著廣闊的應用前景。激光多普勒測速技術是激光測量、干涉技術、光電測量和光學計量的綜合應用之一，是光電儀器的一個亮點。激光多普勒測速技術使用激光束照射被測目標，當被測目標運動時，在反射光波中產生多普勒效應，反射光頻率隨著目標運動而發(fā)生漂移，測量這些反射光中的多普勒頻移，就可以在不接觸被測目標的情況下測定目標的運動速度。三維激光多普勒測速技術是指在一維激光多普勒測速技術的基礎上，在飛行器上同時使用三個波束對地面測速，通過速度合成計算就可以精確得到飛行器的飛行速度和飛行方向。三維激光多普勒測速技術是一種新型的飛行器測速技術，和其他飛行器測速方法相比三維激光多普勒測速技術具有更高的測速精度和更短的響應時間，在飛行器自動導航領域有著非常好的發(fā)展前景。從原理講，三個波束分別使用光波多普勒效應原理測速，所得的速度值分別為V”V2和v3。三個波束在空間直角坐標系內與X軸的夾角分別為θ χ1、θ x2和Θ x3 ;與Y軸的夾角分別為eyl、ey2和ey3;與z軸的夾角分別為θζ1、θζ2和θζ3。根據(jù)速度投影關系用矩陣表達為
權利要求1.一種三維全光纖激光多普勒測速系統(tǒng)，其特征在于，包括激光器、第一分束器、第二分束器、三個收發(fā)隔離器、三個合束器、三個激光鏡頭、單片機，上述全部光學器件都使用光纖相互連接，其中，激光器發(fā)出激光的使用光纖輸出到第一分束器后分為四束，其中三束能量平均分配的光束分別經收發(fā)隔離器以及激光鏡頭后輸出，另一束進入第二分束器后分平均為三束本振光束；被測目標反射的三束激光回波信號分別由三個激光鏡頭采集后輸入各自的收發(fā)隔離器后輸出到各自的合束器，與已輸入合束器的本振光束分別進行合束，合束后的三束光束分別由三個接收探測器接收并得到三組相干信號；由單片機對三組相干信號分別進行解析后得到三束光束測量的速度信息，進而對三組速度信息進行速度矢量變換計算后得到被測物體的飛行速度和飛行方向。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括三個入/4波片和一個入/ 2波片，其中，每個、/ 4波片分別設置于每個收發(fā)隔離器和每個激光鏡頭之間，X / 2波片設置于第一分束器和第二分束器之間，從收發(fā)隔離器輸出的光束經過X / 4波片進行相位變換后輸出給激光鏡頭，第一分束器輸出的光束經過X / 2波片進行相位變換后輸出給第二分束器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，所述激光器為光纖激光器、半導體激光器。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，所述激光器發(fā)出激光頻率是進行調制過的或者未進行調制的。
專利摘要本實用新型公開了一種三維全光纖激光多普勒測速系統(tǒng)，包括激光器、第一分束器、第二分束器、三個收發(fā)隔離器、三個合束器、三個激光鏡頭、單片機，上述全部光學器件都使用光纖相互連接;本實用新型不僅在達到原有測速能力的基礎上大幅度減小了體積和重量、結構布局更合理、架設更為方便、發(fā)射-接收鏡頭數(shù)量減少一半、對沖擊振動和高低溫變化不明感、對環(huán)境潔凈度要求低等諸多優(yōu)點。
文檔編號G01S17/58GK202854335SQ201220496230
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者吳健, 眭曉林 申請人:中國電子科技集團公司第十一研究所