[发明专利]一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置

说明书

本发明实施例公开了一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置。该偏振探测装置包括用于形成光通路并生成偏振图像的光学系统，用于检测经过光学系统的光的探测器，与光学系统配合且用于控制探测器在预设时间点曝光的曝光控制系统，用于处理偏振图像以获得偏振度及偏振角图像的图像处理器和用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统的机械支撑系统。本发明实施例用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置具有探测范围大、分辨率高、信噪比高、准实时的优点。

技术领域

本发明涉及偏振成像的技术领域，具体涉及一种用于探测低空慢速小目标的的偏振探测装置。

背景技术

随着低空领域的民用航天器的大量增加，急需研制开发针对低空慢速小目标的预警探测系统，以完善低空空域的监管技术手段。低空慢速小目标是指具有低空超低空飞行(飞行高度在1000m以下)、飞行速度慢(飞行速度小于200km/h)、不易被雷达发现(反射面积小于2m²)等特征的小型航空器和空飘物。低空慢速小目标探测的难点在于：由于低空慢速小目标飞行高度较低，导致其周围的杂波回波更强；低空慢速小目标飞行速度慢，使得目标回波和杂波信号在多普勒频率上十分接近，导致不论从时域还是频域都很难对目标进行有效检测；而且，在实际环境中，低空慢速小目标的有效反射截面积往往很小。

目前，常用的雷达监视方式由于存在低空探测盲区大、对小目标探测回波弱等缺点，且大视场光学扫描技术存在易受背景干扰，信噪比不足等缺点，对低空慢速小目标的预警探测效果不理想。

偏振成像方式可以探测不同材质、表面粗糙度等目标物的反射、自发辐射的偏振信息，能够有效地降低杂乱背景的影响，提高目标与背景的对比度，适合用于低空慢速小目标的探测。目前，实时偏振成像探测技术包括分振幅、分孔径、分焦面三种主要工作方式。分振幅系统结构复杂、体积大，分孔径系统能量利用率低，分焦面系统的视场角小，所以传统的实时偏振探测技术无法直接应用于低空慢速小目标的预警监视探测。

因此，针对现有的低空慢速小目标探测所存在的问题，有必要提供一种具有探测范围大、分辨率高、信噪比高、准实时的用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置。

发明内容

针对现有的雷达探测装置探测低空慢速小目标效果不理想，现有的偏振探测装置无法直接适用于低空慢速小目标探测的问题，本发明实施例提出一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置。本发明实施例所提出的用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置采用偏振成像方式对低空慢速小目标进行探测，具有探测范围大、分辨率高、信噪比高且实时性好的优点。

该用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置的具体方案如下：一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，包括：光学系统，用于形成光通路并生成偏振图像；探测器，用于检测经过所述光学系统的光；曝光控制系统，与所述光学系统配合，用于控制所述探测器在预设时间点曝光；图像处理器，用于处理所述偏振图像以获得偏振度及偏振角图像；机械支撑系统，用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统。

优选地，所述光学系统包括依次设置的前镜组、扫描模块和后镜组。

优选地，所述前镜组包括多个通道，每个通道内包括一组视场偏移棱镜和一个线偏振片。

优选地，所述多个通道为均匀分布在机械盘圆周上的九个通道，所述九个通道均分成三组通道，每组通道内的视场偏移棱镜相同，每组通道内的线偏振片的起偏方向不同。

优选地，所述每组通道内的线偏振片的起偏方向分别与水平方向的夹角为0°、60°和120°。

优选地，所述扫描模块包括扫描镜组和扫描转台，所述扫描镜组与所述扫描转台固定连接。

优选地，所述扫描镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的光轴与所述后镜组的光轴的夹角成45度。