CN111308489B - 伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法及装置，激光光源输出光束分为参考光束和信号光束；将信号光束经过位相调制后发射至目标，并接收回波光束；将参考光束通过相位调制的延时，与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉得到相干接收信号，且回波伪随机码信号与延时伪随机码信号通过外触发电路与相干接收信号进行同步接收，实现光学域解析聚焦，进而获得目标的高精度距离信息。本发明能够在获得高距离分辨率的同时降低对光电探测和采样器件的带宽要求，此外还舍去了相关运算，大幅度降低软硬件成本，不仅实现高重频激光距离探测，而且整体系统小型化，运行容易。

Description

伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法及装置

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法及装置。

背景技术

使用激光雷达实现在复杂环境下的目标距离测量，同时具有很高的实时性和测量精度，是自主驾驶环境感知的迫切需求，对提高自主驾驶平台对周围复杂环境的感知能力和增强智能决策的能力具有重要的意义。传统的激光雷达通常采用单脉冲激光飞行时间法测距，优点是结构简单、技术成熟，不足之处在于远距离情况下工作时，需要激光器具备极高的峰值功率，为保证激光器的安全运转，出射脉冲的重复频率较低，因而测量的空间分辨率难以提高。啁啾调频连续波激光雷达对发射激光的频率进行线性调制，回波信号与本振信号进行相干接收，通过获取外差频率实现目标的距离测量，通过波形调制可以实现多普勒速度测量。啁啾调幅连续波激光雷达对发射激光的幅度进行线性调频，将回波强度上调制的延迟啁啾与发射时的初始啁啾混频，得出的差频频率就与回波延迟成正比，通过相干接收可以实现目标的距离和速度的同步探测。这两种技术的优势在于激光器工作在宽脉宽、低峰值功率状态下，可大大提高脉冲重复探测频率，从而提高空间分辨率；另外，采用相干探测可获得更高的灵敏度。但是受激光器硬件条件的限制，成本很高，脉冲重复频率严重受限，啁啾非线性依然是一个未解决的难题。

伪随机序列具有尖锐的自相关性，但与噪声等随机序列的互相关值很小。利用伪随机序列的互相关与自相关特性，对发射信号进行伪随机码相位调制，通过相干接收获得回波序列，在信号处理端用原始伪随机序列与回波伪随机序列进行相关运算，从比对相关峰值对应的时间间隔实现回波时延测量，从而实现测距。由于采用了无缝链接的编码阵列，从而提高了驻留时间内有效信号的占空比，使系统在宽脉宽情况下也能获取高的距离分辨率。由于采用相位编码波形的距离分辨率与相位调制速率成正比，即调制速率越高，距离向分辨率就越高，然而越高的调制速率导致对探测器的带宽要求就越高，计算量较大对相关处理器的带宽要求就越高，器件价格昂贵，对运行环境的要求也很高，因此成为限制伪随机码相位调制相干距离探测的主要瓶颈之一。孙建锋等人(在先技术，孙建锋，蔡光宇，刘福川，张国，马小平，李光远，刘立人，基于M序列相位编码的光学域解析聚焦测距装置，中国发明专利，申请号：CN2015101677771.4，已公开，公开号：CN104820223A)提出了采用步进电机带动的直角棱镜引入光学时延，实现相位编码信号的匹配滤波聚焦，通过步进电机的光程时延测量目标点的相对距离，能够实现高速调制，低速接收。但是该方法机械时延响应速度慢，延时量小，无法实现远距离高精度高重频的测距需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法及装置。本发明能够在获得高距离分辨率的同时降低对光电探测器和相关处理器的带宽要求，不仅实现高重频激光距离探测，而且整体系统小型化，运行容易，

本发明的技术方案：伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，雷达平台中窄线宽连续激光光源输出光束经起偏器起偏后再经分束器分为参考光束和信号光束；将信号光束经过伪随机码序列高速电光二进制位相调制后发射至目标，并接收具有回波伪随机码信号的回波光束；将参考光束通过电光晶体开关的通断和伪随机码相位调制的延时，得到具有延时伪随机码信号的参考光束，然后参考光束与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，再利用光电平衡探测器接收干涉光场的信号，得到相干接收信号，且回波光束内的回波伪随机码信号与延时伪随机码信号通过外触发电路与相干接收信号进行同步接收，实现回波伪随机码信号与延时伪随机码信号的光学域解析聚焦，得到聚焦点；最后通过聚焦点的时延量获得目标的高精度距离信息。

上述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，所述的光学域解析聚焦，具体是，将相干接收信号经过模数转换和数据采集，然后通过反正切解相得到回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差，对位相差在序列持续时间内取模取积分，得到积分值，由于积分值是一个绝对值，进而当参考光束的设定延迟时间不等于目标真实延迟时间时，积分值大于0，当参考光束的设定延迟时间等于目标真实延迟时间时，积分值等于0，因而通过判断积分值是否为零，判定参考光束的设定延迟时间是否等于目标真实延迟时间，进而获取目标距离从而实现解析聚焦。

前述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法：所述的雷达平台中窄线宽连续激光光源输出光束经起偏器起偏，用于提高偏振度，光场表示为：

其中，E₀是振幅，

为输出光束初始相位，f₀为输出光束主振频率，t是时间，exp是以自然常数e为底的指数函数，

前述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，所述伪随机码表示为：

其中，ΔT为伪随机码序列码元宽度，k为码元序号，K为码元总数，p(k)为伪随机数，取值为0或1，t是时间，rect代表矩形函数；

所述回波伪随机码信号表示为:

其中，E_S是振幅，R是目标距离，f₀输出光束主振频率，

为输出光束初始相位，t是时间，c是光速，

为信号光束引入的噪声相位，exp是以自然常数e为底的指数函数，

所述延时伪随机码信号表示为：

E_LO(t:K,T)＝E_LOexp[j2πf₀t-j2πf₀τ_d+jP(t-τ_d:K,ΔT)π+jφ₀+jφ_{n_LO}]；

其中，E_LO是振幅，f₀是激光载频，

为输出光束初始相位，τ_d是延迟时间，t是时间，c是光速，

为参考光束引入的噪声相位，exp是以自然常数e为底的指数函数，

取参考光束延迟时间为码元宽度的整数倍，即τ_d＝NΔT；

将参考光束与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，干涉光场表示为：

E_corr(t:K,T)＝E_S(t:K,T)+E_LO(t:K,T)，

经过2×490°光学桥接器混频后的干涉光场四路输出分别为：

其中

是混频中的噪声位相，I_S是回波光束有关的直流量，I_LO是参考光束有关的直流量，

具有正交特性的干涉光场的信号分别由光电平衡探测器进行接收产生相干接收信号，相干接收信号的同相信号为：

相干接收信号的正交信号输出为：

其中，k_in是同相信号的光电平衡探测器响应率，k_qu是正交信号的光电平衡探测器响应率；

如果同相信号和正交信号的光电平衡探测器响应率保持一致，经过模数变换和数据采集后由反正切解相可得回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差：

是回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差。

考虑

是缓变量，在一个脉冲序列持续时间内视为低频量，采用高通滤波器消除，然后对位相差

在序列持续时间内取模取积分，可得积分值：

表示在积分后的位相值；

根据伪随机码特性，任意给定的随机序列左移或者右移任意个元素，最终得到的新序列和原序列对应位置上的元素有一半相同，另一半不同，当参考光束的设定延迟时间不等于目标真实延迟时间时，即

积分值

大于0；当参考光束的设定延迟时间等于目标真实延迟时间时，即

时，积分值

等于0，通过判断

是否为零，判定参考路的设定延迟时间τ_d是否等于目标真实延迟时间，进而获取目标距离实现解析聚焦。

前述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，通过聚焦点的时延量获得目标的距离信息，目标距离通过下式得到：

ΔT为伪随机码序列码元宽度，N为整数，c是光速；

测距分辨率为：

实现如前述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法的装置，包括窄线宽连续激光光源，所述窄线宽连续激光光源经分束器分别连接有第一电光位相调制器和第二电光位相调制器，所述分束器与第二电光位相调制器之间设有电光晶体开关；

所述第一电光位相调制器的输出端依次连接有激光放大器、光学环形器和光学望远镜；所述光学环形器和第二电光位相调制器一同连有光学桥接器，所述光学桥接器为2×490°光学桥接器；所述光学桥接器经光电平衡探测器连接有高通滤波器，高通滤波器经模数转换器连接有数据采集器，数据采集器连接有主控计算机；所述主控计算机还连接有伪随机编码器，伪随机编码器经第一射频放大器与第一电光位相调制器连接；所述伪随机编码器还经第二射频放大器与第二电光位相调制器连接；所述主控计算机与伪随机编码器之间设有外触发电路，外触发电路还与模数转换器连接。

前述的装置，所述主控计算机还连接有可变延迟电路；所述伪随机编码器经可变延迟电路与第二射频放大器连接；所述可变延迟电路还经开关电源与电光晶体开关连接。

前述的装置，所述激光光源和分束器之间还设有起偏器。

与现有技术相比，本发明通过回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，再利用光电平衡探测器接收干涉光场的信号，得到相干接收信号，且回波光束内的回波伪随机码信号与延时伪随机码信号通过外触发电路与相干接收信号进行同步接收，实现回波伪随机码信号与延时伪随机码信号的光学域解析聚焦，而现有技术中伪随机码调制的测距分辨率由调制速率决定，因此如果需要高精度距离信息则需要非常高的调制速率以及带宽要求，而本发明采用回波伪随机码信号与延时伪随机码信号干涉，在低带宽条件下即可以实现，因此本发明可以在获得高距离分辨率的同时降低对光电探测和采样器件的带宽要求，此外还舍去了相关运算，大幅度降低软硬件成本；本发明采用的伪随机码激光测距不仅可以实现高重频激光雷达距离探测，而且整体系统小型化，运行容易，具有良好的发展前景；经检测本发明调制速率可达到GHz量级，距离分辨率可达到厘米量级，测距精度达到1毫米；系统的重复频率可以达到MHz量级；因此，本发明还具有非常高的灵敏度，尤其提高了远距离探测的精度。

附图说明

图1给本发明的结构原理示意图；

图2给出

情况下发射光束、参考光束和接收信号的位相-时间图；

图3给出

情况下发射光束、参考光束和接收信号的位相-时间图。

附图中的标记为：1、窄线宽连续激光光源；2、分束器；3、第一电光位相调制器；4、第二电光位相调制器；5、电光晶体开关；6、激光放大器；7、光学环形器；8、光学望远镜；9、光学桥接器；10、光电平衡探测器；11、高通滤波器；12、模数转换器；13、数据采集器；14、主控计算机；15、伪随机编码器；16、第一射频放大器；17、第二射频放大器；18、外触发电路；19、可变延迟电路；20、开关电源；21、起偏器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1：伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，雷达平台中窄线宽连续激光光源输出光束经起偏器起偏后再经分束器分为参考光束和信号光束；将信号光束经过伪随机码序列高速电光二进制位相调制后发射至目标，并接收具有回波伪随机码信号的回波光束；将参考光束通过电光晶体开关的通断和伪随机码相位调制的延时，得到具有延时伪随机码信号的参考光束，然后参考光束与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，再利用光电平衡探测器接收干涉光场的信号，得到相干接收信号，且回波光束内的回波伪随机码信号与延时伪随机码信号通过外触发电路与相干接收信号进行同步接收，实现回波伪随机码信号与延时伪随机码信号的光学域解析聚焦，得到聚焦点；最后通过聚焦点的时延量获得目标的高精度距离信息。

实施例2：实现伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法的装置，如图1所述，包括窄线宽连续激光光源1，采用人眼安全的1550nm单频单模连续光纤激光器，激光器线宽10kHz，输出功率为20mW，光纤输出有隔离保护，所述窄线宽连续激光光源1经分束器2分别连接有第一电光位相调制器3和第二电光位相调制器4，所述窄线宽连续激光光源1和分束器2之间还设有起偏器21，光纤耦合输出光束首先经过起偏器21在线起偏，确保偏振消光比大于25dB，所述分束器2与第二电光位相调制器4之间设有电光晶体开关5；

所述第一电光位相调制器3的输出端依次连接有激光放大器6、光学环形器7和光学望远镜8；所述光学环形器7和第二电光位相调制器4一同连有光学桥接器9，所述光学桥接器9为2×490°光学桥接器；所述光学桥接器9经光电平衡探测器10连接有高通滤波器11，高通滤波器11经模数转换器12连接有数据采集器13，数据采集器13连接有主控计算机14；所述主控计算机14还连接有伪随机编码器15，伪随机编码器15经第一射频放大器16与第一电光位相调制器3连接；所述伪随机编码器15还经第二射频放大器17与第二电光位相调制器4连接；所述主控计算机14与伪随机编码器15之间设有外触发电路18，外触发电路18还与模数转换器12连接；所述主控计算机14还连接有可变延迟电路19；所述伪随机编码器15经可变延迟电路19与第二射频放大器17连接；所述可变延迟电路19还经开关电源20与电光晶体开关5连接。

所述的雷达平台中窄线宽连续激光光源输出光束经起偏器起偏，用于提高偏振度，光场表示为：

其中，E₀是振幅，

为输出光束初始相位，f₀为输出光束主振频率，t是时间，exp是以自然常数e为底的指数函数，

输出光束经分束器99:1比例分为信号光束和参考光束；

由第一射频放大器16驱动的第一电光位相调制器3(铌酸锂高速电光位相调制器)，10阶连续m序列编码，调制速率1GHz/s，伪随机编码器产生伪随机码对信号光束二进制相移键控调制，再经过激光放大器6(掺铒光纤放大器)放大，经过光纤准直器输出，由偏振分束棱镜耦合进入由法拉第旋光器和半波片组成的光学环形器7，再通过后续的发射/接收光学望远镜8发射；发射/接收光学望远镜8接收目标的回波光束，回波光束内的回波伪随机码信号携带了目标距离延迟信息，所述伪随机码表示为：

其中，ΔT为伪随机码序列码元宽度，k为码元序号，K为码元总数，p(k)为伪随机数，取值为0或1，t是时间，rect代表矩形函数。

所述回波伪随机码信号表示为:

其中，E_S是振幅，R是目标距离，f₀输出光束主振频率，

为输出光束初始相位，t是时间，c是光速，

为信号光束引入的噪声相位，exp是以自然常数e为底的指数函数，

参考光束先后经过电光晶体开关5和第二电光位相调制器4,高速电光晶体开关由可变延迟电路和高速开关电源驱动，在延时时间段内保持光路中断状态，第二电光位相调制器4由伪随机编码器15、可变延迟电路19和第二射频放大器17驱动。

所述延时伪随机码信号表示为：

E_LO(t:K,T)＝E_LOexp[j2πf₀t-j2πf₀τ_d+jP(t-τ_d:K,ΔT)π+jφ₀+jφ_{n_LO}]；

其中，E_LO是振幅，f₀是激光载频，

为输出光束初始相位，τ_d是延迟时间，t是时间，c是光速，

为参考光束引入的噪声相位，exp是以自然常数e为底的指数函数，

取参考光束延迟时间为码元宽度的整数倍，即τ_d＝NΔT，N为正整数；

将参考光束与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，干涉光场表示为：

E_corr(t:K,T)＝E_S(t:K,T)+E_LO(t:K,T)，

经过2×490°光学桥接器混频后的干涉光场四路输出分别为：

其中

是混频中的噪声位相，I_S是回波光束有关的直流量，I_LO是参考光束有关的直流量，

具有正交特性的干涉光场的信号分别由光电平衡探测器进行接收产生相干接收信号，带宽100MHz，交流耦合；相干接收信号的同相信号为：

相干接收信号的正交信号输出为：

其中，k_in是同相信号的光电平衡探测器响应率，k_qu是正交信号的光电平衡探测器响应率；

如果同相信号和正交信号的光电平衡探测器响应率保持一致，经过模数变换和数据采集后由反正切解相可得：

是回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差；考虑

是缓变量，在一个脉冲序列持续时间内视为低频量，采用高通滤波器消除，然后对位相差

在序列持续时间内取模取积分，可得积分值：

表示在积分后的位相值；

根据伪随机码特性，任意给定的随机序素有一半相同，另一半不同，采用主控计算机控制的外触发电路同时给数据采集卡和伪随机编码器提供触发信号，实现信号通道伪随机码信号、参考通道伪随机码信号与相干接收信号的同步，如图2-图3所示，图2和图3分别给出

和

两种情况下发射光束、参考光束和回波伪随机码信号的位相-时间图，当参考光束的设定延迟时间不等于目标真实延迟时间时，即

积分值

大于0；当参考光束的设定延迟时间等于目标真实延迟时间时，即

时，积分值

等于0，通过判断

是否为零，判定参考路的设定延迟时间τ_d是否等于目标真实延迟时间，进而获取目标距离实现解析聚焦；

最后通过聚焦点的时延量获得目标的距离信息，目标距离通过下式得到：

ΔT为伪随机码序列码元宽度，N为整数，c是光速；

测距分辨率为：

经测试，本发明的测距分辨率为15cm，测距精度1mm，伪随机码序列的长度1023比特，重复频率为977kHz。

综上所述，本发明采用回波伪随机码信号与延时伪随机码信号干涉，在带宽要求不用那么高即可以实现，因此本发明可以在获得高距离分辨率的同时降低对光电探测和采样器件的带宽要求；本发明采用的伪随机码激光测距不仅可以实现高重频激光雷达距离探测，而且整体系统小型化，运行容易，具有良好的发展前景。

Claims (7)

1.伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，其特征在于：雷达平台中窄线宽连续激光光源输出光束经起偏器起偏后再经分束器分为参考光束和信号光束；将信号光束经过伪随机码序列高速电光二进制位相调制后发射至目标，并接收具有回波伪随机码信号的回波光束；将参考光束通过电光晶体开关的通断和伪随机码相位调制的延时，得到具有延时伪随机码信号的参考光束，然后参考光束与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，再利用光电平衡探测器接收干涉光场的信号，得到相干接收信号，且回波光束内的回波伪随机码信号与延时伪随机码信号通过外触发电路与相干接收信号进行同步接收，实现回波伪随机码信号与延时伪随机码信号的光学域解析聚焦，得到聚焦点；最后通过聚焦点的时延量获得目标的高精度距离信息；所述的光学域解析聚焦，具体是，将相干接收信号经过模数转换和数据采集，然后通过反正切解相得到回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差，对位相差在序列持续时间内取模取积分，得到积分值，由于积分值是一个绝对值，进而当参考光束的设定延迟时间不等于目标真实延迟时间时，积分值大于0，当参考光束的设定延迟时间等于目标真实延迟时间时，积分值等于0，因而通过判断积分值是否为零，判定参考光束的设定延迟时间是否等于目标真实延迟时间，进而获取目标距离从而实现解析聚焦。

2.根据权利要求1所述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，其特征在于：所述的雷达平台中窄线宽连续激光光源输出光束经起偏器起偏，用于提高偏振度，光场表示为：

其中，E₀是振幅，

为输出光束初始相位，f₀为输出光束主振频率，t是时间，exp是以自然常数e为底的指数函数，

3.根据权利要求1所述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，其特征在于：所述伪随机码表示为：

其中，ΔT为伪随机码序列码元宽度，k为码元序号，K为码元总数，p(k)为伪随机数，取值为0或1，t是时间，rect代表矩形函数；

所述回波伪随机码信号表示为:

其中，E_S是振幅，R是目标距离，f₀输出光束主振频率，

为输出光束初始相位，t是时间，c是光速，

为信号光束引入的噪声相位，exp是以自然常数e为底的指数函数，

所述延时伪随机码信号表示为：

E_LO(t:K,T)＝E_LOexp[j2πf₀t-j2πf₀τ_d+jP(t-τ_d:K,ΔT)π+jφ₀+jφ_{n_LO}]；

其中，E_LO是振幅，f₀是激光载频，

为输出光束初始相位，τ_d是延迟时间，t是时间，c是光速，

为参考光束引入的噪声相位，exp是以自然常数e为底的指数函数，

取参考光束延迟时间为码元宽度的整数倍，即τ_d＝NΔT，N为正整数；

将参考光束与回波光束进入光学桥接器中形成干涉光场，使回波伪随机码信号与延时伪随机码信号进行干涉，干涉光场表示为：

E_corr(t:K,T)＝E_S(t:K,T)+E_LO(t:K,T)，

经过2×490°光学桥接器混频后的干涉光场四路输出分别为：

其中

是混频中的噪声位相，I_S是回波光束有关的直流量，I_LO是参考光束有关的直流量，

具有正交特性的干涉光场的信号分别由光电平衡探测器进行接收产生相干接收信号，相干接收信号的同相信号为：

相干接收信号的正交信号输出为：

其中，k_in是同相信号的光电平衡探测器响应率，k_qu是正交信号的光电平衡探测器响应率；

如果同相信号和正交信号的光电平衡探测器响应率保持一致，经过模数变换和数据采集后由反正切解相可得回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差：

是回波伪随机码信号与延时伪随机码信号之间的位相差；

考虑

是缓变量，在一个脉冲序列持续时间内视为低频量，采用高通滤波器消除，然后对位相差

在序列持续时间内取模取积分，可得积分值：

表示在积分后的位相值；

根据伪随机码特性，任意给定的随机序列左移或者右移任意个元素，最终得到的新序列和原序列对应位置上的元素有一半相同，另一半不同，当参考光束的设定延迟时间不等于目标真实延迟时间时，即

积分值

大于0；当参考光束的设定延迟时间等于目标真实延迟时间时，即

时，积分值

等于0，通过判断

是否为零，判定参考路的设定延迟时间τ_d是否等于目标真实延迟时间，进而获取目标距离实现解析聚焦。

4.根据权利要求3所述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法，其特征在于：通过聚焦点的时延量获得目标的距离信息，目标距离通过下式得到：

ΔT为伪随机码序列码元宽度，N为整数，c是光速；

测距分辨率为：

5.实现如权利要求1-4任一项所述的伪随机码相位调制激光雷达的光学域解析聚焦方法的装置，其特征在于：包括窄线宽连续激光光源(1)，所述窄线宽连续激光光源(1)经分束器(2)分别连接有第一电光位相调制器(3)和第二电光位相调制器(4)，所述分束器(2)与第二电光位相调制器(4)之间设有电光晶体开关(5)；

所述第一电光位相调制器(3)的输出端依次连接有激光放大器(6)、光学环形器(7)和光学望远镜(8)；所述光学环形器(7)和第二电光位相调制器(4)一同连有光学桥接器(9)，所述光学桥接器(9)为2×490°光学桥接器；所述光学桥接器(9)经光电平衡探测器(10)连接有高通滤波器(11)，高通滤波器(11)经模数转换器(12)连接有数据采集器(13)，数据采集器(13)连接有主控计算机(14)；所述主控计算机(14)还连接有伪随机编码器(15)，伪随机编码器(15)经第一射频放大器(16)与第一电光位相调制器(3)连接；所述伪随机编码器(15)还经第二射频放大器(17)与第二电光位相调制器(4)连接；所述主控计算机(14)与伪随机编码器(15)之间设有外触发电路(18)，外触发电路(18)还与模数转换器(12)连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述主控计算机(14)还连接有可变延迟电路(19)；所述伪随机编码器(15)经可变延迟电路(19)与第二射频放大器(17)连接；所述可变延迟电路(19)还经开关电源(20)与电光晶体开关(5)连接。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述窄线宽连续激光光源(1)和分束器(2)之间还设有起偏器(21)。

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