JPH07117585B2 - Fmレーザレーダ用の直線周波数変調制御装置 - Google Patents

Fmレーザレーダ用の直線周波数変調制御装置

Info

Publication number
JPH07117585B2
JPH07117585B2 JP5308387A JP30838793A JPH07117585B2 JP H07117585 B2 JPH07117585 B2 JP H07117585B2 JP 5308387 A JP5308387 A JP 5308387A JP 30838793 A JP30838793 A JP 30838793A JP H07117585 B2 JPH07117585 B2 JP H07117585B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
linearity
modulation
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5308387A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06281741A (ja
Inventor
チャールズ・イー・ナーシャー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raytheon Co filed Critical Raytheon Co
Publication of JPH06281741A publication Critical patent/JPH06281741A/ja
Publication of JPH07117585B2 publication Critical patent/JPH07117585B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483Details of pulse systems
    • G01S7/484Transmitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497Means for monitoring or calibrating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に直線周波数変調
(LFM)レーザレーダシステム、特に送信信号の周波
数変調における正確な直線性を維持するために閉ループ
フィードバック信号を使用するLFMレーザレーダ用の
周波数変調制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】物体の存在、位置および運動を検出する
ために強く集束された光のビームを使用するレーザレー
ダシステムは、種々の適用、特にレーダ通信および測定
分野において使用されている。軍事的に、これらのシス
テムは、レーザレーダが障害物回避および地理的追跡の
ような機能を提供する巡航ミサイルおよび戦術上の戦闘
機技術に関連して構成されている。これらのレーザレー
ダシステムは、ターゲットの識別特徴を使用することに
よってそのターゲットに向かってミサイルまたは航空機
を正確に誘導する精巧なターゲットホーミング能力を可
能にする。
【0003】直線周波数変調(LFM)“チャープされ
た”レーザレーダは、これらの適用において特に有効で
あることが認められている。“チャープされた”レーザ
レーダシステムは、典型的に予め選択された中心周波数
でレーザ光を放射する連続波(CW)送信機を含む。こ
の放射光は、送信機の空洞内に配置された電気・光装置
を通過することによって直線的な“チャープ”に周波数
変調される。典型的に電気・光結晶であるこの電気・光
装置に供給された電圧対時間信号は、時間に関して周波
数が変化するレーザビーム信号を生成する。正確な形状
の変調波形は、効率、複雑性および特性における妥協を
最適化するために変化されることができる。図1に示さ
れているような2方向タイプの波形は、システム中の距
離/ドップラー曖昧さを最小にし、曖昧な距離を最大に
するために頻繁に使用される。この波形を生成するため
に、各送信パルスの無線周波数はパルスの長さの範囲内
において一定速度で増加および減少される。周波数変化
は直線であることが好ましく、信号の周波数対時間特性
は図1において実線で示されたような台形パターンであ
ることが多い。このタイプの波形の各チャープは、周波
数が増加する“アップチャープ”成分および周波数が減
少する“ダウンチャープ”成分を含む。
【0004】送信されたチャープ信号はターゲットに向
かって導かれ、その後それから反射され、ターゲットに
関連した復帰信号または“エコー”を生成する。ターゲ
ットに到達し、その後反射して戻るのに送信された信号
が要する時間は、復帰信号に送信信号に関して時間的な
ずれを生じさせる。これは図1にグラフで示されてお
り、ここにおいて実線は送信信号Txを表し、破線は対
応した復帰信号Rxを示している。これらの信号間の瞬
間的な周波数差は、ターゲットに関する情報を得るため
に復帰信号を“復調”するために使用されることができ
る。
【0005】長距離検出能力および微細な分解能の両者
を得るために、レーザレーダシステムは典型的に比較的
長いコード化パルスを送信信号として使用し、その後狭
いパルスを得るために復帰信号のパルス圧縮を利用す
る。これは長いパルスレーダシステムの検出能力を増加
させ、一方において狭いパルスシステムの距離分解能能
力を保持することを可能にする。長いパルスの送信はま
た高いピークパワー信号を生ぜずにレーダの平均パワー
能力をさらに効率的に利用することを可能にする。
【0006】パルス圧縮は、適切なレベルのピークパワ
ーでターゲットを照射するために必要な平均パワーを提
供するのに十分な幅の変調されたパルスの送信を行う。
受信されたエコーは、距離の正確さおよび短いパルスの
ものと等価な分解能を得るためにそれらの変調を復調す
ることによって圧縮される。これは、送信されたパルス
内の搬送波の周波数を変調することにより送信信号帯域
幅を増加することによって達成される。
【0007】パルス圧縮方法は本質的に送信パルスがコ
ード化され、時間・周波数特性がコード化の共役(逆)
であるフィルタを受信されたパルスを通過させる整合フ
ィルタ処理方式である。この機能は、通常受信されたエ
コーを処理するために使用される信号プロセッサ内にお
いて実行される。通常音響弾性波整合フィルタ(SA
W)である整合フィルタは、周波数に反比例する時間遅
延を信号に導入する。その動作範囲内において、SAW
フィルタは復帰(およびしたがって送信)信号の周波数
対時間特性に整合された遅延対周波数特性を有する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図2に示されているよ
うに、アップチャープを圧縮するフィルタは、エコーの
周波数が増加するのと全く同じ速度で周波数の増加と共
に直線的に減少する信号伝送時間を有する。漸次的に高
くなる周波数であるアップチャームエコーの後縁部分
は、圧縮フィルタを通過するために前縁部分より時間を
取らず、それによって連続部分を集合させて圧縮させ
る。パルスがフィルタによって圧縮されたとき、その振
幅はそれが入力したときよりかなり大きく、その幅はか
なり狭くなる。出力エコーは受信されたエコーの何分の
1かに過ぎないが、それは何倍ものピークパワーを有す
ることができる。
【0009】正確な圧縮プロセスを保証するために、送
信信号の周波数変化は、それぞれ完全に直線であって一
定の傾斜を有していることが好ましいフィルタの時間・
周波数特性に適切に整合されなければならない。送信信
号に導入された非直線性は圧縮されたパルスのいずれの
側で大きいサイドローブを生じさせ、それは曖昧にされ
た第2のターゲット検出センサとしてのシステムの信頼
性を低くする可能性が高い。また、圧縮されたパルス幅
はSAW整合フィルタの能力より著しく大きくなる。こ
れは結果的に距離の測定能力を低下させ、多数のターゲ
ットを解像する能力を低下させる。最後に、非直線性は
また結果的に低い信号対雑音比を生じさせる積分効率を
低下させる。
【0010】送信ビームTx(アップ)のアップチャー
プ成分において発生するこのような非直線性のグラフは
図1に示されている。同じタイプの非直線性はまたダウ
ンチャープ成分TX(ダウン)において同様にして生じ
ることができるが、これは簡明化のために図1に示され
ていない。このような非直線性は、任意の所定の時間セ
グメントに対して送信信号中の周波数変化が一定に直線
でない場合に発生する。これはまたランプアップまたは
ダウンされたチャープの傾斜エラーまたは所望の直線傾
斜からの偏位と考えられる。この非直線性の発生が許去
れた場合、復帰信号Rxにおいて反映され、パルス圧縮
プロセスにおいて上記の問題を生じさせる。
【0011】LFMレーダシステムにおいて長い動作距
離が一定して増加されている要求は、LFM変調波形の
直線性の要求を著しく高めることである。しかしなが
ら、送信信号における完全な直線性は達成し難い。これ
は、主に電気・光結晶およびその高い電圧駆動装置にお
ける固有の制限のためである。このような高い直線性要
求は、通常の開ループレーザレーダシステムにより達成
不可能であることが認められている。これらの通常の開
ループレーザレーダシステムにおいて、2%の直線傾斜
エラーはシステムが機能することを可能にするが、問題
を伴う。種々の閉ループ周波数制御方法は、これらのシ
ステムにおいて送信された信号の直線性を高めるために
他のタイプのレーダに提供されているが、レーザベース
のレーダシステム、特にLFMチャープレーザレーダに
効率的に適用されていない。したがって、現在のシステ
ムにより達成可能なものより長い動作距離を生成するの
に十分な直線性を提供するチャープLFMレーザレーダ
システムが必要とされている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のLFMレーザレ
ーダ周波数制御システムは、実時間で送信されたチャー
プ波形における非直線性を補正することができる閉ルー
プシステムを提供する。これは、圧縮されたパルス幅お
よびサイドローブ特性がSAW整合フィルタによっての
み制限されることを可能にする。これを達成するため
に、レーザ光のビームは予め選択された中心周波数で放
射される。このビームの周波数は、直線周波数変調(L
FM)ビームを生成するために時間に関して直線的に変
調される。このビームは監視され、変調における非直線
性が感知される。変調における非直線性の量に対応した
エラー補正信号が生成され、これらの非直線性を補償す
るために変調波形に供給される。これは、送信レーザ信
号の直線変調を保証するように実時間で補正を行う。本
発明の付加的な目的、利点および特徴は以下の説明、特
許請求の範囲および添付図面から明らかになるであろ
う。
【0013】
【実施例】図面を参照すると、本発明のレーザレーダシ
ステムによって使用される周波数制御概念は、図3のブ
ロック図で概略的に示されている。レーザ光の光ビーム
はマスター発振器(MO)レーザ10によって生成され、
電気・光結晶14によってチャープ波形12を生成するため
に変調される。変調波形発生器16は、ビームを変調する
ために使用される所望の波形を生成するために時間と共
に変化する直線電圧18に応答する。電気・光結晶14にレ
ーザ光が供給されたとき、直線周波数対時間光信号が生
成される。生成されたチャープ波形12は、ターゲットに
最終的に送信されるビーム(図1におけるTx)であ
る。このビームは、各パルスが図1に示されているよう
なアップチャープおよびダウンチャープを有する台形で
あることが好ましいが、任意のその他の適切な形態であ
ってもよい。
【0014】変調ビーム12の一部分は、本発明の周波数
制御システムにおける使用のために保持される。ビーム
12の保持された一部分は、赤外線光ミキサ20において局
部発振器(LO)生成レーザビーム22と混合される。こ
れは、f´で表されることができる変調波形を有する電
気信号24を生成する。この電気波形24は、LOビーム22
およびMO10のレーザの中心周波数間の差によって決定
される予め定められた中間周波数を中心とされ、光ミキ
サ20からの和信号成分はその高い周波数がシステム電子
回路により検出し難いため減衰される。その後、電気信
号24は傾斜弁別器26に供給される。
【0015】傾斜弁別器26は、変調された電気信号24お
よび同じ変調信号24の遅延された変形30を供給されるミ
キサ28を含み、遅延は予め定められた量、この場合には
τだけ遅延を生成するために十分に長い、同軸送信ライ
ンであることが好ましい遅延ライン32によって導入され
る。信号24の変調が直線的である場合、ミキサ28の出力
34は遅延(τ)×変調(f´)の速度に等しい周波数の
正弦波である。他方において変調が非直線的である場
合、ミキサの出力はf´τにおいて正弦波ではない。そ
の代りとして、時間遅延τは固定されているため、この
波形の周波数は活動的なチャープ変調f´の関数として
変化する。したがって、この遅延ラインおよびミキサの
組合せは出力信号の傾斜および所望の直線傾斜とのその
傾斜における任意の相違を感知することを可能にする。
【0016】これを達成するために、ミキサ28の出力信
号34はミキサ28の出力信号34と同じ中間周波数の基準信
号36、好ましくは正弦波と比較される。変調速度が非一
定的または非直線的に増加または減少し始めた場合、波
形34は基準信号36に関して位相で前進またはスリップし
始める。この差は結果的にこの位相の変化に直接対応す
るエラー電圧40を生じさせる。正弦波34と基準信号36と
の間の位相差に比例したエラー電圧40はまた変調信号12
中の瞬間的な周波数エラーに瞬間的に等しい。
【0017】積分器46による積分後、このエラー電圧40
は補正信号50を生成するために使用される。抵抗44およ
びキャパシタ48よりなる回路は、制御ループ速度および
補償を決定するために使用される。補正信号50は変調波
形発生器16による電圧出力と合計され、結果的な結合信
号は増幅器52によって増幅され、電気・光変調器結晶14
に供給される。発生器16において生成された電圧対時間
波形から補正信号50を加算または減算することによっ
て、これは結果的な周波数対時間信号を強制的に直線に
するために送信信号における非直線的な偏位を補償す
る。換言するとエラー信号は送信信号の保持された部分
において測定された歪みを予め補償する。
【0018】図4は、本発明の周波数制御システムを使
用するレーザレーダシステムのレーザ電子モジュールの
さらに詳細なブロック図を示す。傾斜弁別器の構成は、
必要とされるループ帯域幅および位相検出器の低い分離
のために複雑になる。しかしながら、以下に認められる
ように、ここにおいて好ましい実施例の制御ループは、
それがチャープパルス間においてシステムの安定を維持
するために時間ドメインにおいて間隔を与えられている
ことは特有である。
【0019】送信された波形Txは、始めに電気・光変
調器58と共に送信レーザ54およびピエゾ電気変換器56
(組合わせられた図3に示されているマスター発振器10
を含む)によって生成される。これは、ターゲットに向
かって送信されるビーム60を生成する。ビーム60の一部
分は保存され、周波数制御プロセスにおいて使用される
周波数シフトされた光信号12を生成するために 150MH
zの局部発振器変調信号64により音響・光変調器52にお
いて変調される。
【0020】第2のピエゾ電気変換器66は、光信号22を
生成するように局部発振器(LO)レーザ68によって生
成されたレーザビームの周波数および出力パワーを制御
するために内部レンズを拡大または収縮する。LOレー
ザ68は、任意の都合良い量、この好ましい実施例におい
て75MHzだけ送信レーザ54によって生成された送信ビ
ーム60の中心周波数から偏位された周波数で動作され
る。
【0021】周波数シフトされた送信ビーム12は、 225
MHzの差周波数を有する信号を生成するために光ミキ
サ20においてLOビーム22と混合される。しかしなが
ら、当業者は、この 225MHzの差周波数は好ましい実
施例のシステムに対する注深い解析後に最適であると
見なされたが、その代りとしてその他の都合良い量でも
よいことを認識すべきである。
【0022】LO信号22の正確な周波数制御は、周波数
制御ループ70によって行われる。ループ70は、局部発振
器ビーム22の保存された一部分のパワーを測定するボロ
メータ72およびデジタルレーザ周波数制御モジュール74
を含む。周波数制御モジュール74は、光ミキサ20からの
特定の差信号周波数、この好ましい実施例において 225
MHzを維持し、最大パワーでTxレーザ54を動作する
ためにピエゾ電気変成器56および66に制御信号を供給す
るデジタルマイクロプロセッサであることが好ましい。
光ミキサ20によって出力された 225MHzの差信号は、
バンドパスフィルタ76等により選択される。
【0023】3方向パワー分割器80を通過し光ミキサ20
によって出力されたこの差信号78の1つの部分は、レー
ザ周波数制御モジュール74に入力される。これは、レー
ザ周波数モジュールが信号の周波数を測定することがで
きるように差信号78のサンプルを提供し、この差信号周
波数が所望の量である 225MHz に等しいようにTxレー
ザ54を正確に同調させる。周波数が傾斜検出器において
チャープ傾斜f´および遅延τによって決定される正弦
波である信号82もまたレーザ周波数制御モジュール74に
入力される。この信号はまた2つのレーザ間の 225MH
zの周波数オフセットを正確に制御するためにモジュー
ル74によって使用される。
【0024】225MHzの差信号78の第2の部分は、電
子ミキサ84において局部発振器86によって生成された10
25MHzの信号と混合される。ミキサ84の出力信号はそ
れぞれ1250MHzおよび 800MHzの和および差信号を
含む。 800MHzの信号は、バンドパスフィルタ88によ
り選択され、τの時間遅延は同軸遅延ライン32介して
信号に導入される。時間遅延τは、非直線性を補正する
能力を最適化するように多数のパラメータに基づいて選
択される。
【0025】結果的な遅延信号90は2方向分割器92にお
いて分割され、信号の1つの部分は次の信号処理のため
に基準信号として使用され、また出力パルスモニタにお
いても使用されるバックスキャッタフィルタにシステム
出力94として送信される。他方の部分は、分割器92を介
して電子ミキサ96に送信される。このミキサ96におい
て、遅延された 800MHzの信号90は、最初にミキサ98
において局部発振器100によって生成された1075MHz
の信号と混合された分割器80から出力された 225MHz
の信号78の第3の部分と混合される。結果的な和および
差信号から、850MHzの差信号はバンドパスフィルタ1
02 によって選択され、ミキサ96に入力される。結果的
な信号は、100 MHzのカットオフ周波数を有するロー
パスフィルタ104 に送信される。その後、その結果は2
方向分割器106 によって2つの部分に分割される。
【0026】分割器106 からの信号の第1の部分は、ミ
キサ108 において単一サイドバンド(SSB)変調器11
2 からの出力信号110 と混合される。単一サイドバント
ミキサと呼ばれているSSB変調器112 は、和または差
周波数のいずれかで望ましくないサイドバンドの抑制を
別のフィルタを使用せずに行うことができる特別なタイ
プのミキサである。SSB変調器112 への入力は、デジ
タルマイクロプロセッサであることが好ましい分離した
タイミングおよび制御信号発生器(示されていない)に
よって生成された種々の信号を含む。これらの信号は、
発振器118 および120 にそれぞれ予め定められた周波数
およびスタート位相でゲートされた正弦波を生じさせる
トリガアップ信号114 およびトリガダウン信号116 を含
む。ゲートされた正弦波は、フィルタがフィルタの帯域
幅の逆数にほぼ等しい過度の遅延を導入するため、通常
の電子ミキサがこの機能を実行することを不可能にする
各チャープの始めに再スタートされなければならない。
SSB変調器112 に入力される基準アップ信号122 およ
び基準ダウン信号124 は、SSB変調器112 の出力がミ
キサ108 によって使用されることができるように、これ
らの信号が50MHzの信号126 によって変調された後、
発振器118 または120 をオンに切替える制御信号であ
る。
【0027】信号126 は、ミキサ128 において1075MH
zおよび1025MHzの周波数の信号を混合することによ
って生成された差信号を選択した結果生じる。これらの
信号は分割器130 および132 をそれぞれ介して局部発振
器86および100 によって生成されることが好ましい。ミ
キサ128 からのこの50MHzの差信号は、50MHzのバ
ンドパスフィルタ134 によって選択され、分割器106 に
よって分割された信号140 とミキサ138 中で混合される
第2の信号成分に分割器136 により分割されることが好
ましい。ミキサ138 の出力は、その後でレーザ周波数制
御モジュール74に入力されるf´τの信号82を得るため
に10MHzのフィルタ142 によりローパスフィルタ処理
される。
【0028】ミキサ108 の出力は、40MHzのカットオ
フ周波数を有するフィルタ144 でローパスフィルタ処理
される。利得は増幅器46で付加され、その結果エラー信
号e(t)40を生じさせる。このエラー信号40は、タイ
ミングおよび制御信号発生器によって生成された追跡/
保持信号154 と共にナンドゲート152 に入力されたレー
ザ周波数制御モジュール74のロックされた出力150 と共
に追跡および保持増幅器148 に入力される。追跡および
保持増幅器148 は、レーザ周波数制御モジュール74がレ
ーザロックを獲得しようと試みたとき、並びにアップお
よびダウンチャープ間においてエラー信号をゼロ付近に
保持するために使用される。これを達成するために、レ
ーザ周波数制御モジュール74中のマイクロ制御装置はレ
ーザ獲得中に低レベルのロックされた信号を生成する。
追跡/保持信号154 は、チャープ間の低い論理レベルお
よびチャープ中の高い論理レベル有する。したがって、
チャープ中エラー信号は、チャープ傾斜に対して補正を
行うために追跡および保持増幅器148 を通過することが
できる。したがって、本発明の周波数制御システムはチ
ャープ間においてシステムを安定させておくために時間
ドメインにおいて間隔を与えられていると言うことがで
きる。
【0029】追跡および保持増幅器148 の出力は、台形
的にチャープ信号のアップおよびダウン傾斜波形を生成
するために使用される信号158 および160 と共にEO駆
動装置156 への入力として使用される。EO駆動装置15
6 は、チャープレーザ波形を生成し、チャープ波形の直
線性において測定された歪みを予め補償するために補正
信号を生成および供給するために電気・光変調器58に制
御信号を供給する。
【0030】本発明は、350の波形帯域幅時間積に対
してSAWフィルタが -35dB(SAW装置の限界)よ
り低いサイドローブレベルを持つ圧縮されたパルスを生
成できるような小さいエラーに10%のチャープ傾斜エラ
ーを減少する能力を獲得するように構成されている。こ
れは、レーザレーダシステムがずっと長い距離でパルス
レーザレーダセンサに等しいまたはそれに勝る距離正確
さおよび距離分解能能力を有することを可能にする。ま
た、搬送波をベースバンド信号で変調することによって
ループ速度が改良される。
【0031】本発明はここにおいて好ましい実施例と関
連して説明されてきたが、当業者は添付された特許請求
の範囲に示されているような本発明の技術的範囲を逸脱
することなく修正および変化が行われることを理解する
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】所望の送信信号(実線)および対応した復帰信
号(破線)の周波数対時間特性を示し、送信信号Tx
(アップ)および復帰信号Rx(アップ)のアップチャ
ープ成分において発生する典型的な非直線性または直線
傾斜エラーを示したグラフ。
【図2】アップチャープのパルス圧縮の説明図。
【図3】本発明のレーザレーダ周波数制御システムの概
略ブロック図。
【図4】本発明の周波数制御システムを使用したレーザ
レーダシステムのレーザ電子モジュールのさらに詳細な
ブロック図。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線周波数変調レーザレーダシステムの
    送信ビームにおける直線性を維持する周波数制御システ
    ムにおいて、 (a)予め選択された中心周波数でレーザ光を放射する
    送信手段と、 (b)直線周波数変調ビームを生成するために時間に関
    して前記レーザ光の周波数を直線的に変調する手段と、 (c)前記変調ビームの変調中の非直線性を感知する手
    段と、 (d)前記感知手段によって感知された前記非直線性に
    応答して補正信号を生成する手段と、 (e)前記感知された非直線性を補償するために前記変
    調手段に前記補正信号を供給するフィードバック手段と
    を具備していることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項2】 前記変調手段は電気・光結晶を含み、こ
    の結晶はレーザ光の前記変調を行うように電圧を直線的
    に増加および減少することによって駆動される請求項1
    記載のシステム。
  3. 【請求項3】 前記補正信号は前記非直線性を補償する
    ために前記直線的に増加および減少する変調電圧と結合
    される請求項2記載のシステム。
  4. 【請求項4】 さらに予め定められた周波数の差信号を
    生成するために局部発振ビームを生成する局部発振器
    と、この局部発振器生成した局部発振ビームと前記
    調手段によって直線的に周波数変調された直線周波数
    調ビームを混合する手段を具備している請求項1記
    載のシステム。
  5. 【請求項5】 前記直線周波数変調ビームはアップチャ
    ープおよびダウンチャープ成分を共に有する2方向性で
    ある請求項1記載のシステム。
  6. 【請求項6】 さらに、前記変調ビームの前記アップお
    よびダウンチャープ成分の変調中だけ前記補償が前記変
    調信号に対して行われるように前記フィードバック手段
    を制御する手段を具備している請求項5記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項7】 前記制御手段はデジタルマイクロプロセ
    ッサを含んでいる請求項6記載のシステム。
  8. 【請求項8】 前記補正信号は前記変調において前記感
    知された非直線性に比例して変化する請求項1記載のシ
    ステム。
  9. 【請求項9】 直線周波数変調レーザレーダシステムの
    送信ビームにおける直線性を維持する方法において、 (a)予め選択された中心周波数でレーザ光を放射し、 (b)前記送信ビームを生成するために前記レーザ光ビ
    ームの周波数を直線的に変調し、 (c)前記送信ビームの一部分を保存し、 (d)非直線性を検出するために前記変調ビームの前記
    保存された部分を監視し、 (e)検出された非直線性の程度に比例するエラー電圧
    を生成し、 (f)前記エラー電圧から前記エラー補正信号を導出
    し、 (g)前記検出された非直線性を補償するために前記レ
    ーザ光ビームの前記直線変調に前記エラー補正信号を供
    給するステップを含んでいる方法。
  10. 【請求項10】 直線周波数変調レーザレーダシステム
    の送信ビームにおける非直線性を補償する方法におい
    て、 (a)予め選択された中心周波数でレーザ光ビームを放
    射し、 (b)直線周波数変調送信ビームを生成するために時間
    に関して前記光ビームの周波数を直線的に変調し、 (c)前記送信ビームの一部分を保存し、 (d)送信ビームを表す電気信号を生成し、局部発振器
    レーザと前記レーザ光ビームの前記予め選択された中心
    周波数との間の周波数差に等しい量だけ周波数をオフセ
    ットするように光ミキサにおいて局部発振器ビームと前
    記送信ビームの前記保存された部分を混合し、 (e)2つの部分に前記電気信号を分割し、前記部分の
    1つに時間遅延を導入し、 (f)前記電気信号の前記遅延および非遅延部分を混合
    して結果的な信号を生成し、 (g)エラー補正信号を導出するために前記オフセット
    周波数に実質的に等しい周波数で基準信号と前記結果的
    な信号を混合し、 (h)送信ビーム中の非直線性を補償するために前記光
    ビームの前記直線変調に前記エラー補正信号を供給する
    ステップを含んでいる方法。
JP5308387A 1992-12-08 1993-12-08 Fmレーザレーダ用の直線周波数変調制御装置 Expired - Fee Related JPH07117585B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US987888 1992-12-08
US07/987,888 US5289252A (en) 1992-12-08 1992-12-08 Linear frequency modulation control for FM laser radar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06281741A JPH06281741A (ja) 1994-10-07
JPH07117585B2 true JPH07117585B2 (ja) 1995-12-18

Family

ID=25533665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5308387A Expired - Fee Related JPH07117585B2 (ja) 1992-12-08 1993-12-08 Fmレーザレーダ用の直線周波数変調制御装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5289252A (ja)
EP (1) EP0601847B1 (ja)
JP (1) JPH07117585B2 (ja)
AU (1) AU650209B1 (ja)
CA (1) CA2110889A1 (ja)
DE (1) DE69312880T2 (ja)
ES (1) ES2105138T3 (ja)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825791A (en) * 1995-08-28 1998-10-20 Trw Inc. Variable coherence length high brightness laser architecture
US5781297A (en) * 1996-08-23 1998-07-14 M&M Precision Systems Corporation Mixed frequency and amplitude modulated fiber optic heterodyne interferometer for distance measurement
US6118396A (en) * 1997-12-24 2000-09-12 Massachusetts Institute Of Technology Optically sampling, demultiplexing, and A/D converting system with improved speed
US6225621B1 (en) * 1999-05-07 2001-05-01 Automatic Timing & Controls, Inc. Laser photoelectric sensor
JP3576880B2 (ja) * 1999-09-09 2004-10-13 日本電気株式会社 自動変調方式識別装置及び自動変調方式識別方法
US6611318B2 (en) 2001-03-23 2003-08-26 Automatic Timing & Controls, Inc. Adjustable mirror for collimated beam laser sensor
US6810048B2 (en) * 2001-08-24 2004-10-26 Lockheed Martin Corp. Virtual coherent signal controlled oscillator
EP1388739A1 (de) * 2002-08-09 2004-02-11 HILTI Aktiengesellschaft Laserdistanzmessgerät mit Phasenlaufzeitmessung
FR2867620B1 (fr) 2004-03-12 2008-10-24 Thales Sa Dispositif de decalage de frequence dans un chemin optique a source laser continue
FR2867619B1 (fr) * 2004-03-12 2006-06-23 Thales Sa Dispositif de decalage de frequence dans un chemin optique a source laser pulsee
JP5227023B2 (ja) * 2004-09-21 2013-07-03 ディジタル シグナル コーポレイション 生理学的機能を遠隔的にモニターするシステムおよび方法
US20060088068A1 (en) * 2004-10-13 2006-04-27 Intune Technologies Low noise swept wavelength laser system and method
US7333051B2 (en) * 2004-11-19 2008-02-19 Lockheed Martin Corporation Methods and devices for determining the linearity of signals
US20060139620A1 (en) * 2004-12-27 2006-06-29 Hopwood Francis W Method and apparatus for coherently processing signals from incoherent sources including laser signals
EP2386245B1 (en) 2005-02-14 2012-12-19 Digital Signal Corporation Laser radar system for providing chirped electromagnetic radiation
US20060227316A1 (en) * 2005-04-06 2006-10-12 Phillip Gatt Three-dimensional imaging device
US7193720B2 (en) * 2005-05-17 2007-03-20 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Optical vibration imager
CN101437440B (zh) * 2005-12-14 2011-09-07 数字信号公司 跟踪眼球运动的系统和方法
US8081670B2 (en) * 2006-02-14 2011-12-20 Digital Signal Corporation System and method for providing chirped electromagnetic radiation
JP5503842B2 (ja) * 2007-09-05 2014-05-28 アズビル株式会社 物理量センサおよび物理量計測方法
AU2010257107B2 (en) 2009-02-20 2015-07-09 Digital Signal Corporation System and method for generating three dimensional images using lidar and video measurements
US8787768B2 (en) 2010-06-03 2014-07-22 Raytheon Company Method and apparatus for synthesizing and correcting phase distortions in ultra-wide bandwidth optical waveforms
US8947647B2 (en) 2011-12-13 2015-02-03 Raytheon Company Range-resolved vibration using large time-bandwidth product LADAR waveforms
US8947644B2 (en) 2012-01-19 2015-02-03 Raytheon Company Using multiple waveforms from a coherent LADAR for target acquisition
US8897654B1 (en) * 2012-06-20 2014-11-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration System and method for generating a frequency modulated linear laser waveform
US9057605B2 (en) 2012-12-06 2015-06-16 Raytheon Company Bistatic synthetic aperture ladar system
KR101465370B1 (ko) * 2013-12-09 2014-11-26 한국항공우주연구원 위상누적다항식을 이용하여 양방향 첩신호를 생성하는 장치 및 방법
WO2018235160A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置及び周波数変調制御方法
CN107678012A (zh) * 2017-11-10 2018-02-09 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达闭环控制系统、激光雷达及激光雷达控制方法
CN109557552A (zh) * 2018-11-28 2019-04-02 江苏天域航空科技集团股份有限公司 基于线性调频光子延时的宽带相控阵雷达及扫描方法
EP3819660A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-12 NXP USA, Inc. Radar transmitter module for digital modulation
CN112639528B (zh) * 2020-02-07 2021-12-14 华为技术有限公司 基于调频非线性校正的测距方法及相关装置
US11650318B2 (en) 2020-04-06 2023-05-16 Gm Cruise Holdings Llc Characterizing linearity of an optical frequency chirp output by an FMCW laser
US11581703B2 (en) 2020-09-20 2023-02-14 Silc Technologies, Inc. External cavity laser with a phase shifter
US11709247B2 (en) * 2020-09-22 2023-07-25 Ay Dee Kay Llc Fast chirp synthesis via segmented frequency shifting
CN113281725A (zh) * 2021-05-13 2021-08-20 中国科学技术大学 一种激光雷达光学收发系统及其反馈调节方法
CN116626655A (zh) * 2022-02-14 2023-08-22 北京万集科技股份有限公司 光电锁相环线性校正系统及测距装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3221266A (en) * 1964-03-03 1965-11-30 Hewlett Packard Co Linear sweep frequency generator
US3382460A (en) * 1967-09-11 1968-05-07 Sanders Associates Inc Linearly swept frequency generator
US3504294A (en) * 1967-10-30 1970-03-31 Ametek Inc Sweep oscillator unit employing digital feedback
US3895294A (en) * 1974-02-14 1975-07-15 Us Navy Phase change measuring circuit
US3931586A (en) * 1975-03-21 1976-01-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Scanning oscillator stabilization
US4329664A (en) * 1980-06-09 1982-05-11 Ali Javan Generation of stable frequency radiation at an optical frequency
EP0058160A4 (en) * 1980-08-21 1986-02-10 Laser Science Inc GENERATION OF STABLE FREQUENCY RADIATION AT OPTICAL FREQUENCY.
FR2519771A1 (fr) * 1982-01-08 1983-07-18 Thomson Csf Lidar a compression d'impulsions
US4666295A (en) * 1983-03-17 1987-05-19 Hughes Aircraft Company Linear FM chirp laser
DE3342057A1 (de) * 1983-11-22 1985-05-30 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Regelung der linearitaet
US4660206A (en) * 1984-07-02 1987-04-21 Hughes Aircraft Company Chirp laser stabilization system
US4856010A (en) * 1988-07-18 1989-08-08 Hughes Aircraft Company Laser frequency control
US4912716A (en) * 1988-11-16 1990-03-27 Spectra-Physics, Inc. Method and apparatus for frequency modulation stabilization of a laser
US5161044A (en) * 1989-07-11 1992-11-03 Harmonic Lightwaves, Inc. Optical transmitters linearized by means of parametric feedback
US5003546A (en) * 1989-08-31 1991-03-26 At&T Bell Laboratories Interferometric devices for reducing harmonic distortions in laser communication systems
US4968968A (en) * 1989-11-09 1990-11-06 Hughes Aircraft Company Transmitter phase and amplitude correction for linear FM systems

Also Published As

Publication number Publication date
CA2110889A1 (en) 1994-06-09
US5289252A (en) 1994-02-22
JPH06281741A (ja) 1994-10-07
DE69312880D1 (de) 1997-09-11
EP0601847A1 (en) 1994-06-15
EP0601847B1 (en) 1997-08-06
AU650209B1 (en) 1994-06-09
ES2105138T3 (es) 1997-10-16
DE69312880T2 (de) 1998-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07117585B2 (ja) Fmレーザレーダ用の直線周波数変調制御装置
US6462705B1 (en) Spread spectrum radar clock
US4666295A (en) Linear FM chirp laser
US4611912A (en) Method and apparatus for optically measuring distance and velocity
US4846571A (en) AM-FM laser
US20020071109A1 (en) Laser radar system and method
US8115673B1 (en) Self-oscillating UWB emitter-detector
US5164733A (en) Phase shift detection for use in laser radar ranging systems
US5298962A (en) Pulse compression signal processor utilizing identical saw matched filters for both up and down chirps
EP1466426B1 (en) Transmission system
CN113281778A (zh) 一种基于光学锁相的相干激光雷达系统
US4716444A (en) Optical radar transceiver control apparatus
US5267011A (en) Laser doppler frequency control
US4861158A (en) Chirp and Doppler optical gauge
US4071844A (en) Frequency control for frequency agile pulse radar
US3112481A (en) Continuous wave frequency modulation distance measuring apparatus
US20060139620A1 (en) Method and apparatus for coherently processing signals from incoherent sources including laser signals
JP2001183458A (ja) 距離センサ
WO2022233238A1 (zh) 探测装置、雷达以及终端
US5347357A (en) High-voltage crystal ramp generator and integrator for FM laser radar
US6839019B2 (en) Pulse radar device
JP2985104B2 (ja) レーダ評価用試験装置
CN113721251A (zh) 一种带动态基准反馈的调频光源及其应用
GB2164221A (en) Optical distance measuring system
GB745925A (en) Improvements in or relating to radar systems

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees