[发明专利]一种激光主动成像雷达目标回波信号模拟系统和方法

说明书

本发明涉及一种激光主动成像雷达目标回波信号模拟系统和方法，属于光电信息技术领域。系统包括：信号发生系统，用于产生X路一级光学延时脉冲信号以及不同切片图像像元导通信息；光纤阵列，用于根据所述X路一级光学延时脉冲信号，产生Y路二级光学延时脉冲信号；其中，X为所述光纤阵列的光纤束的个数，Y为X个光纤束的光纤总条数；延时信号路由系统，用于根据所述Y路二级光学延时脉冲信号以及不同延时切片图像像元导通信息，显示相对应的Y个不同延时切片图像；延时图像重构系统，用于将所述Y个不同延时切片图像叠加成三维距离图像，并将所述三维距离图像投影到参试探测器的入瞳处。

技术领域

本发明涉及光电信息技术领域，尤其涉及一种激光主动成像雷达目标回波信号模拟系统和方法。

背景技术

激光成像制导技术属于主动成像制导，具有高距离分辨率、高角度分辨率、优良的单色性且隐蔽性强等特点，不但可以获得目标的强度像，还可以获得目标的三维距离像，成为未来飞行器的重要制导体制。为了对激光主动成像制导控制系统性能检验与验证，需研制具有高距离分辨率、高帧频、多像元激光目标回波模拟器，以构建半实物仿真试验系统完成对其制导控制系统性能检验与验证。

随着激光成像探测技术的不断发展,未来激光主动成像探测器将采用基于APD阵列的凝视型激光主动成像雷达,其每发射一次激光脉冲就得到一幅三维图像，其对应的制导控制闭环半实物仿真则要求能够实时高帧频产生连续高精度的三维激光回波信号。因此激光主动成像回波模拟系统，需要解决高精度延时控制与多像元激光回波信号的实时高帧频空间重构的问题。

现有的激光回波模拟方式大多基于分层延时切片原理，每个像元对应一个回波通道，采用对每个回波通道进行延时切片组合控制的方式，实现该像元通道上目标点不同延时信息的融合模拟。若激光成像雷达探测器对应64×64像元阵列规模，则需要实现对4096路线阵回波通道的同步控制，同时为了实现高分辨率的距离精度，激光目标回波模拟器每个像元道都需要大规模的延时切片构成，因而需要大规模的光开关阵列实现对激光三维场景的实时空间重构。目前尚未研制出如此大规模的光开关阵列器件，并且很难实现对此大规模光开关阵列的并行速驱动控制，因此，成像帧频也很难满足激光成像雷达探测器的要求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种激光主动成像雷达目标回波信号模拟系统和方法，用以解决现有高精度延时控制与多像元激光回波信号实时空间重构时需要大规模延时切片以及需要大规模光开关阵列的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种激光主动成像雷达目标回波信号模拟系统，包括：

信号发生系统，用于产生X路一级光学延时脉冲信号以及不同延时切片图像像元导通信息；

光纤阵列，用于根据所述X路一级光学延时脉冲信号，产生Y路二级光学延时脉冲信号；其中，X为所述光纤阵列的光纤束的个数，Y为X个光纤束的光纤总条数；

延时信号路由系统，用于根据所述Y路二级光学延时脉冲信号以及不同延时切片图像像元导通信息，显示相对应的Y个不同延时切片图像；

延时图像重构系统，用于将所述Y个不同延时切片图像叠加成三维距离图像，并将所述三维距离图像投影到参试探测器的入瞳处。

基于上述系统的进一步改进，每一所述光纤束中，相邻光纤的长度相差固定长度；Y个所述光纤在空间排布为M×N的阵列，其中Y＝M×N。

进一步地，所述延时信号路由系统包括空间光调制器和照明光学系统；所述空间光调制器包括与Y个所述光纤一一对应的M×N个调制单元，所述空间光调制器的每个调制单元的像元规模相同；所述照明光学系统用于以成像的方式将所述Y路二级光学延时脉冲信号照亮空间光调制器的相应调制单元，使所述空间光调制器显示Y个不同延时切片图像。

进一步地，所述空间光调制器每个调制单元的每个像元的通光状态可调。