[发明专利]光学与雷达共孔径复合成像系统及方法

权利要求书

1.一种光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：

包括收发单元、分光分频单元、相控阵雷达收发系统(5)和后光学成像系统；

所述收发单元包括主反射镜合成孔径雷达天线(1)和次反射镜合成孔径雷达天线(2)；

所述分光分频单元为透光反射微波分光分频器件(3)；

所述相控阵雷达收发系统(5)发出的微波信号依次经透光反射微波分光分频器件(3)、次反射镜合成孔径雷达天线(2)、主反射镜合成孔径雷达天线(1)的反射后，发送至地面；

所述主反射镜合成孔径雷达天线(1)将微波散射信号及地面被动光学波段收集并依次反射至次反射镜合成孔径雷达天线(2)、透光反射微波分光分频器件(3)；

所述相控阵雷达收发系统(5)设置在透光反射微波分光分频器件(3)的微波反射路线上；

所述后光学成像系统设置在透光反射微波分光分频器件(3)的光学透射路线上。

2.根据权利要求1所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述主反射镜合成孔径雷达天线(1)的反射镜面为抛物面，反射镜面的口径为2m～5m，曲率半径为4.6m-10m；反射镜面的镜胚表面设置有50μm-100μm镍合金层。

3.根据权利要求2所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述次反射镜合成孔径雷达天线(2)的反射镜面为抛物面，反射镜面口径为0.5m～0.6m，曲率半径为1.5m～1.8m；反射镜面的镜胚表面设置有10μm-50μm镍合金层。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述后光学成像系统包括离轴三反消像差镜组(4)和光学探测器(6)，所述离轴三反消像差镜组(4)用于将透光反射微波分光分频器件(3)的透射光学波段反射汇聚至光学探测器(6)上。

5.根据权利要求4所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述透光反射微波分光分频器件包括玻璃板和设置在玻璃板面上的金属丝网格，所述金属丝宽度为0～5μm，金属网格间距小于微波波长的1/20。

6.根据权利要求5所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述金属丝刻蚀在玻璃板面上。

7.根据权利要求6所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述玻璃板的基底材料为融石英玻璃，口径为0.75m～1.2m。

8.根据权利要求7所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于：所述金属丝网格为正交二维金属网格，金属丝网格的材料选用为金或铜。

9.一种光学与合成孔径雷达共孔径复合成像方法，基于权利要求1至8任一所述的光学与雷达共孔径复合成像系统，其特征在于，包括以下步骤：

1)微波信号的发射

1.1)相控阵雷达收发系统(5)发射微波信号至透光反射微波分光分频器件(3)；

1.2)微波信号依次通过透光反射微波分光分频器件(3)、次反射镜合成孔径雷达天线(2)、及主反射镜合成孔径雷达天线(1)反射至地面；

2)光学波段和微波信号的接收

2.1)地面被动光学波段和经地面散射后的微波一同依次入射至主反射镜合成孔径雷达天线(1)、次反射镜合成孔径雷达天线(2)和透光反射微波分光分频器件(3)；

2.2)微波经透光反射微波分光分频器件(3)的反射后，进入相控阵雷达收发系统(5)；

地面被动光学波段经透光反射微波分光分频器件(3)的透射后，进入后光学成像系统(4)；

3)光学波段和微波信号的处理

相控阵雷达收发系统(5)将微波信号发送至地面信号处理机，后光学成像系统将光学波段发送至地面信号处理机，地面信号处理机对微波信号和光学波段进行异源图像融合。

10.根据权利要求9所述的光学与合成孔径雷达共孔径复合成像方法，其特征在于：步骤1.1)中，所述透光反射微波分光分频器件(3)的基底材料为融石英玻璃，玻璃表面刻蚀正交二维金属网格。