本公開涉及微波測距，更具體地，涉及一種基于光載微波的距離測量系統(tǒng)、方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、距離信息是航空導(dǎo)航、工程測量、交通與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、前沿科學(xué)研究和工業(yè)裝備制造等方面的基礎(chǔ)信息。例如，在航空導(dǎo)航中，為了飛機(jī)的安全著陸，指示距著陸點(diǎn)的距離，在交通與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為了確保交通基礎(chǔ)設(shè)施的安全性和耐用性，需要提供相關(guān)道路精確的距離。因此，距離的測量也是相關(guān)技術(shù)中研究的重點(diǎn)，但是，相關(guān)技術(shù)中的距離測量方法的精度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提供了一種基于光載微波的距離測量系統(tǒng)、方法及電子設(shè)備。

2、本公開的一個(gè)方面提供了一種基于光載微波的距離測量系統(tǒng)，包括：電光調(diào)制單元，用于對微波信號和光波信號進(jìn)行調(diào)制，得到光載微波信號，以及將上述光載微波信號傳輸至干涉單元；干涉單元，與上述電光調(diào)制單元連接，包括測量路徑和參考路徑，上述測量路徑表征待測距離所在的路徑，上述干涉單元用于使上述光載微波信號經(jīng)過上述測量路徑得到測量信號，經(jīng)過上述參考路徑得到參考信號，以及將上述測量信號與上述參考信號耦合得到耦合微波信號；光電探測單元，與上述干涉單元連接，用于將上述耦合微波信號轉(zhuǎn)換為電信號；幅值處理單元，與上述光電探測單元連接，用于檢測上述電信號的幅值，以及根據(jù)上述電信號的幅值確定上述待測距離。

3、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述參考路徑包括光纖，上述測量路徑包括環(huán)形器和準(zhǔn)直器，上述光纖連接上述電光調(diào)制單元和上述光電探測單元，上述環(huán)形器連接上述電光調(diào)制單元和上述光電探測單元；在上述參考路徑中，上述光載微波信號經(jīng)過上述光纖得到上述參考信號；在上述測量路徑中，上述光載微波信號經(jīng)過上述環(huán)形器到達(dá)上述準(zhǔn)直器，通過上述準(zhǔn)直器到達(dá)測量目標(biāo)，并經(jīng)過上述測量目標(biāo)反射回上述準(zhǔn)直器，經(jīng)過上述環(huán)形器得到上述測量信號，其中，上述準(zhǔn)直器與上述測量目標(biāo)之間的距離為上述待測距離。

4、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述幅值處理單元包括幅值檢波子單元和數(shù)據(jù)處理子單元；上述幅值檢波子單元，與上述光電探測單元連接，用于檢測上述電信號的幅值；上述數(shù)據(jù)處理子單元，與上述幅值檢波子單元連接，用于根據(jù)上述電信號的幅值確定上述待測距離。

5、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述幅值檢波子單元用于通過對上述電信號的平方進(jìn)行積分和開方運(yùn)算，得到上述電信號的幅值。

6、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述幅值檢波子單元基于積分濾波電容實(shí)現(xiàn)對上述電信號的平方進(jìn)行積分和開方運(yùn)算，得到上述電信號的幅值。

7、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述數(shù)據(jù)處理子單元包括數(shù)據(jù)采集卡和下位機(jī)；上述數(shù)據(jù)采集卡，與上述幅值檢波子單元連接，用于對上述電信號進(jìn)行頻率掃描，得到上述電信號的幅值頻譜；上述下位機(jī)，與上述數(shù)據(jù)采集卡連接，用于根據(jù)上述幅值頻譜的周期，確定上述待測距離。

8、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述電光調(diào)制單元包括寬帶光源、微波信號源和電光調(diào)制器；上述寬帶光源，與上述電光調(diào)制器連接，用于產(chǎn)生上述光波信號；上述微波信號源，與上述電光調(diào)制器連接，用于產(chǎn)生上述微波信號；上述電光調(diào)制器，用于對微波信號和光波信號進(jìn)行調(diào)制，得到上述光載微波信號。

9、根據(jù)本公開的實(shí)施例，上述干涉單元還包括耦合器，上述耦合器與上述測量路徑和上述參考路徑連接，用于將上述測量信號與上述參考信號耦合得到上述耦合微波信號。

10、本公開的另一個(gè)方面提供了一種基于光載微波的距離測量方法，包括：通過電光調(diào)制單元對微波信號和光波信號進(jìn)行調(diào)制，得到光載微波信號，以及將上述光載微波信號傳輸至干涉單元，其中，上述干涉單元與上述電光調(diào)制單元連接，上述干涉單元包括測量路徑和參考路徑，上述測量路徑表征待測距離所在的路徑；通過上述干涉單元使上述光載微波信號經(jīng)過上述測量路徑得到測量信號，經(jīng)過上述參考路徑得到參考信號，以及將上述測量信號與上述參考信號耦合得到耦合微波信號；通過光電探測單元將上述耦合微波信號轉(zhuǎn)換為電信號；通過幅值處理單元檢測上述電信號的幅值，以及根據(jù)上述電信號的幅值確定上述待測距離。

11、本公開的另一個(gè)方面提供了一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲器，用于存儲一個(gè)或多個(gè)程序，其中，當(dāng)上述一個(gè)或多個(gè)程序被上述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得上述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如上所述的方法。

12、根據(jù)本公開的實(shí)施例，利用電光調(diào)制單元將微波信號與光波信號進(jìn)行調(diào)制，得到光載微波信號；光載微波信號經(jīng)過干涉單元的測量路徑得到測量信號，經(jīng)過干涉單元的參考路徑得到參考信號，測量信號和參考信號經(jīng)過耦合得到耦合微波信號；耦合微波信號即光載微波的干涉信號，利用光電探測單元和幅值處理單元，從干涉信號的幅值中提取待測距離。光波信號作為傳輸載體，憑借其易準(zhǔn)直、抗干擾的特點(diǎn)，提供了較高的空間分辨率和高質(zhì)量傳輸信號；微波信號作為信息主體，因其處理技術(shù)更加成熟，電光調(diào)制單元、干涉單元、光電探測單元和幅值處理單元有集成化、小型化的潛力，因此，采用光波信號和微波信號結(jié)合的方式，增大了距離測量的范圍，同時(shí)提高了距離測量的精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于光載微波的距離測量系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述參考路徑包括光纖，所述測量路徑包括環(huán)形器和準(zhǔn)直器，所述光纖連接所述電光調(diào)制單元和所述光電探測單元，所述環(huán)形器連接所述電光調(diào)制單元和所述光電探測單元；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述幅值處理單元包括幅值檢波子單元和數(shù)據(jù)處理子單元；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述幅值檢波子單元用于通過對所述電信號的平方進(jìn)行積分和開方運(yùn)算，得到所述電信號的幅值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述幅值檢波子單元基于積分濾波電容實(shí)現(xiàn)對所述電信號的平方進(jìn)行積分和開方運(yùn)算，得到所述電信號的幅值。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理子單元包括數(shù)據(jù)采集卡和下位機(jī)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電光調(diào)制單元包括寬帶光源、微波信號源和電光調(diào)制器；

8.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述干涉單元還包括耦合器，所述耦合器與所述測量路徑和所述參考路徑連接，用于將所述測量信號與所述參考信號耦合得到所述耦合微波信號。

9.一種基于光載微波的距離測量方法，包括：

10.一種電子設(shè)備，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種基于光載微波的距離測量系統(tǒng)、方法及電子設(shè)備，可以應(yīng)用于微波測距技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括：電光調(diào)制單元，用于對微波信號和光波信號進(jìn)行調(diào)制，得到光載微波信號，以及將光載微波信號傳輸至干涉單元；干涉單元，與電光調(diào)制單元連接，包括測量路徑和參考路徑，測量路徑表征待測距離所在的路徑，干涉單元用于使光載微波信號經(jīng)過測量路徑得到測量信號，經(jīng)過參考路徑得到參考信號，以及將測量信號與參考信號耦合得到耦合微波信號；光電探測單元，與干涉單元連接，用于將耦合微波信號轉(zhuǎn)換為電信號；幅值處理單元，與光電探測單元連接，用于檢測電信號的幅值，以及根據(jù)電信號的幅值確定待測距離。

技術(shù)研發(fā)人員：吳斌,張振,康杰虎,孫澤峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：先衡（天津）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10