北京理工大學鄭德智獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京理工大學申請的專利基于里德堡原子的頻率步進雷達高分辨一維距離成像方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119780950B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510097697.7,技術領域涉及:G01S17/32;該發明授權基于里德堡原子的頻率步進雷達高分辨一維距離成像方法及系統是由鄭德智;陳敏澤;李中翔;吳中懷設計研發完成,并于2025-01-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于里德堡原子的頻率步進雷達高分辨一維距離成像方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了基于里德堡原子的頻率步進雷達高分辨一維距離成像方法與系統,涉及雷達技術領域,本發明通過在里德堡原子氣室中添加直流電場,通過動態改變直流電場大小應用DC?Stark效應調控原子響應微波電場頻率,實現步進頻率的實時接收。針對測距分辨率低的問題,本發明通過調控能級改變里德堡原子響應微波電場頻率,實現GHz級別的等效帶寬,從而通過脈沖綜合合成大帶寬脈沖信號,極大提高了回波時延的時間分辨率,從而進一步解決里德堡原子一維距離成像分辨率低的技術難題。
本發明授權基于里德堡原子的頻率步進雷達高分辨一維距離成像方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于里德堡原子的頻率步進雷達高分辨一維距離成像方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、通過探測光與耦合光將里德堡原子激發到預設里德堡能級,并通過實驗建立基于DC-Stark效應的里德堡原子氣室外加電壓-響應頻率映射關系;其中里德堡原子氣室內置有用于施加直流電場的電極板對; S2、通過步進頻探測信號和步進頻本振信號,針對每一頻點通過實驗標定系統響應頻率-探測場強度與外差信號幅值的比值對應關系;其中步進頻探測信號和步進頻本振信號同相且差頻固定; S3、在同一時刻,朝向目標物體發射步進頻探測信號、朝向原子氣室發射步進頻本振信號,并基于步驟S1得到的映射關系向里德堡原子氣室內極板輸入步進電壓,獲取返回里德堡原子氣室的步進頻探測信號與朝向里德堡原子氣室發射的步進頻本振信號混頻后的信號; S4、對步驟S3中混頻后的信號濾除高頻分量并采樣,基于步驟S2得到的對應關系對采樣得到的信號進行處理,并對處理結果進行歸一化,得到歸一化后的信號; S5、對不同頻率的歸一化后的信號進行逆傅里葉變換,形成目標一維距離像,進而完成高分辨一維距離成像; 步驟S2中系統響應頻率-探測場強度與外差信號幅值的比值對應關系的表達式為: 其中表示第k個步進頻點對應的探測場強;表示標定場強;表示第k個步進頻點對應的標定信號;表示第k個步進頻點對應的探測信號;N為步進頻點總數; 步驟S3中混頻后的信號的表達式為: 其中為t時刻混頻后的信號;為步進頻探測信號的幅值;為步進頻本振信號的幅值;,,N為步進頻點總數,π為弧度,為步進頻探測信號的初始頻率,為步進頻探測信號的步進量;,為步進頻探測信號與步進頻本振信號的差頻;為回波時延,,R為里德堡原子氣室至目標物體的距離,c為光速;為步進頻探測信號的初始相位;cos表示余弦函數。
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