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发布时间:2022-05-09 03:42:00 作者:航鑫光电
无人小车激光雷达反射板—————广州航鑫光电科技有限公司,是一家专门做激光雷达标定板、反射板的公司。
激光雷达中激光的特性
激光和普通光的根本不同在于激光是一种有很高光子简并度的光。光子简并度可以理解为具有相同模式(或波型)的光子数目,即具有相同状态的光子数目。
激光器主要由增益介质和谐振腔组成。谐振腔选模,增益介质通过受激辐射向确定的模提供能量,从而形成具有很高光子简并度的激光。高光子简并度表现出很好的单色性、方向性、相干性及高亮度;激光可被压缩成极短的超短脉冲,脉宽已达到秒量级,能产生短至4.6 fs的超短激光脉冲,高达1020W/cm2的光功率密度。
激光的好单色性是由激光器的工作原理和结构决定的。由于谐振腔内的增益介质可以向一个模提供足够的能量,从整体来看可以认为光在腔内没有损耗,因而由该谐振腔输出的激光可以理解为是没有衰减的,具有窄的谱线宽度。
实验证明,激光的谱线不可能窄,因为自发辐射在激光的输出中不可避免。自发辐射只能平均地向所有模提供能量,因而对某一特定模而言,它所提供的能量是很小的,而这份小小的能量恰恰造成激光发射中一种不可避免的衰减。所以,激光谱线仍有一定的宽度。通常把激光器中自发辐射引起的线宽称为线宽极限ΔυL,ΔυL正比于该模式中每秒自发辐射的能量。
单模稳频气体激光器的单色性好,固体激光器的单色性较差,半导体激光器的单色性差。
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雷达波段的划分
早用于搜索雷达的电磁波波长度为23cm,这一波段被定义为L波段(英语Long的字头),后来这一波段的中心波长度变为22cm。 当波长为10cm的电磁波被使用后,其波段被定义为S波段(英语Short的字头,意为比原有波长短的电磁波)。
在主要使用3cm电磁波的火控雷达出现后,3cm波长的电磁波被称为X波段,因为X代表坐标上的某点。
为了结合X波段和S波段的优点,逐渐出现了使用中心波长为5cm的雷达,该波段被称为C波段(C即Compromise,英语“结合”一词的字头)。
在英国人之后,德国人也开始独立开发自己的雷达,他们选择1.5cm作为自己雷达的中心波长。这一波长的电磁波就被称为K波段(K = Kurz,德语中“短”的字头)。
“不幸”的是,德国人以其日尔曼民族特有的“性”选择的波长可以被水蒸气强烈吸收。结果这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。战后设计的雷达为了避免这一吸收峰,通常使用频率略高于K波段的Ka波段(Ka,即英语K-above的缩写,意为在K波段之上)和略低(Ku,即英语K-under的缩写,意为在K波段之下)的波段。
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雷达“无线电探测和测距”工作原理
各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。
雷达所起的作用跟眼睛和耳朵相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。 事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,在真空中传播的速度都是光速C,差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。
测量速度原理是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。测量目标方位原理是利用天线的尖锐方位波束,通过测量仰角靠窄的仰角波束,从而根据仰角和距离就能计算出目标高度。
测量距离原理是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成雷达与目标的距离。
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