[发明专利]非相干合成孔径激光成像雷达及其聚束模式成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径激光成像雷达，特别是一种非相干合成孔径激光成像雷达 及其聚束模式成像方法，本发明基于计算机层析的投影成像的原理，提供了三种工 作模式即传统的聚束模式，逆聚束模式和成像聚束模式，包括了两种传感成像方式 即距离分辨成像和多普勒频移成像，即能够实施平面目标的二维成像也可以实施三 维物体的距离分辩、三维或深度压缩二维层析成像或深度压缩的二维多普勒频移成 像，本发明大大降低了信号收集和数据处理的技术难度，提供了丰富的操作性，开 阔了合成孔径激光成像雷达的应用范围。

背景技术

合成孔径激光成像雷达(SAIL)的原理来自于微波合成孔径雷达，是能够在远 距离获得厘米量级分辨率的唯一的光学成像观察手段【参见(1)J.Ricklin，M. Dierking，S.Fuhrer，B.Schumm，and D.Tomlison.Synthetic aperture ladar for tactical imaging，DARPA Strategic Technology Office.(2)M.Bashkansky，R.L.Lucke，F.Funk， L.J.Rickard，and J.Reintjes.Two-dimensional synthetic aperture imaging in the optical domain，Optics Letters，27(22)，1983-1985(2002).(3)S.M.Beck，J.R.Buck，W.F.Buell， R.P.Dickinson，D.A.Kozlowski，N.J.Marechal，and T.J.Wright.Synthetic-aperture imaging ladar：laboratory demonstration and signal processing，Applied Optics，44(35)， 7621～7629(2005).(4)周煜，许楠，栾竹，闫爱民，王利娟，孙建锋，刘立人，尺度 缩小合成孔径激光雷达的二维成像实验，光学学报，29(7)，2030-2032(2009)】。 合成孔径激光成像雷达在距离向的聚焦成像采用啁啾激光外差接收解斜方法，在方 位向的聚焦成像采用孔径合成的方法即空间二次项相位匹配滤波方法，因此合成孔 径激光成像雷达属于空间-时间全相干处理，在信号的收集和处理的时间域【参见 (2)M.Bashkansky，R.L.Lucke，F.Funk，L.J.Rickard，and J.Reintjes.Two-dimensional synthetic aperture imaging in the optical domain，Optics Letters，27(22)，1983-1985 (2002).(5)R.L.Lucke，M.Bashkansky，J.Reintjes，and E.Funk，Synthetic aperture ladar (SAL)：fundamental theory，design equations for a satellite system，and laboratory demonstration[R]，Naval Research Laboratory Report NRL/FR/7218-02-10，051(2002)】 中和空间域【参见(6)Liren Liu，Optical Antenna of Telescope for Synthetic Aperture Ladar，Proc.SPIE，7094，7094F1～F13，(2008).(7)Liren Liu，Antenna Aperture and Imaging Resolution of Synthetic Aperture Imaging Ladar，Proc.SPIE，7468B， 74680R1-R13，(2009)】中都提出了非常严格的要求，同时涉及光频信号的振幅、偏 振、频率、时间相位和空间相位，实施上有很高的技术难度。