[發(fā)明專利]多波長合成孔徑激光成像雷達(dá)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110074465.8
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102230967A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉立人
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成孔徑激光成像雷達(dá)，特別是一種多波長合成孔徑激光成像雷達(dá)。?

背景技術(shù)

合成孔徑激光成像雷達(dá)(簡稱為光學(xué)SAR)是能夠在遠(yuǎn)距離得到厘米量級成像分辨率的唯一的光學(xué)成像觀察手段，其原理取之于射頻領(lǐng)域的合成孔徑雷達(dá)原理，因?yàn)楣鈱W(xué)和微波的學(xué)科內(nèi)容完全不同，光學(xué)SAR和微波SAR的實(shí)施方法和關(guān)鍵技術(shù)也完全不同，合成孔徑激光成像雷達(dá)的天線采用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。光學(xué)天線用于激光光束發(fā)射時(shí)其發(fā)散角相當(dāng)于天線口徑的衍射角，光學(xué)天線用于光學(xué)外差接收時(shí)其接收視場角也相當(dāng)于天線口徑的衍射角，在一般情況下，光學(xué)接收天線與光學(xué)發(fā)射天線的口徑相同(參考文獻(xiàn)1，2，3，4，5)或者為同一個(gè)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。合成孔徑激光成像雷達(dá)的發(fā)射激光發(fā)散角和外差接收視場角共同作用在目標(biāo)面上的尺度或者面積稱為光學(xué)足址。?

應(yīng)當(dāng)注意，合成孔徑激光成像雷達(dá)在數(shù)據(jù)收集過程中激光散斑效應(yīng)將造成目標(biāo)點(diǎn)回波的附加相位和振幅波動。振幅波動表現(xiàn)為目標(biāo)分布單元的回波是隨機(jī)分布的散斑，散斑的平均尺度等同于分辨單元尺度孔徑的衍射斑的尺度，因此散斑的平均面積大于接收天線面積，由于散斑中心位置的不確定性，光學(xué)接收機(jī)天線有可能接收到散斑信號也有可能完全接收不到散斑信號，這將嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。因此需要發(fā)明一種方法，提高散斑信號的強(qiáng)度探測概率而有效地克服目標(biāo)回波的激光散斑效應(yīng)。?

下面是現(xiàn)有的有關(guān)參考文獻(xiàn)：?

(1)A.E.Siegman，The?antenna?properties?of?optical?heterodyne?receivers，Proceedings?ofThe?IEEE，1966，54(10)，1350-1356.?

(2)R.L.Lucke，M.Bashkansky，J.Reintjes，and?F.Funk，Synthetic?aperture?ladar(SAL)：fundamental?theory，design?equations?for?a?satellite?system，and?laboratorydemonstration，NRL/FR/7218-02-10，051，Naval?Research?Laboratory，Dec.26，?2002.?

(3)劉立人，合成孔徑激光成像雷達(dá)(I)：離焦和相位偏置望遠(yuǎn)鏡接收天線[J]，光學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(5)：997-1000.?

(4)劉立人，合成孔徑激光成像雷達(dá)(II)：空間相位偏置發(fā)射望遠(yuǎn)鏡[J]，光學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(6)：1197-1200.?

(5)劉立人，合成孔徑激光成像雷達(dá)(III)：雙向環(huán)路發(fā)射接收望遠(yuǎn)鏡[J]，光學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(7)：1405-1410.?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多波長合成孔徑激光成像雷達(dá)，以大大提高目標(biāo)分辨單元回波的探測概率，從而有效克服目標(biāo)回波的激光散斑的強(qiáng)度變化效應(yīng)的影響。?

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：?

一種多波長合成孔徑激光成像雷達(dá)，包括一個(gè)時(shí)序的多波長啁啾激光發(fā)射機(jī)和一個(gè)光學(xué)外差接收機(jī)，其特點(diǎn)在于，在所述的多波長啁啾的激光發(fā)射機(jī)之后是光束分束器，所述的光學(xué)外差接收機(jī)包括接收光學(xué)天線和光學(xué)外差接收和處理機(jī)，多波長啁啾激光發(fā)射機(jī)發(fā)射的光束通過光束分束器分解為目標(biāo)照明光束和本振光束，該目標(biāo)照明光束經(jīng)目標(biāo)反射后成為目標(biāo)回波被光學(xué)天線收集為回波光束，本振光束和回波光束進(jìn)入所述的光學(xué)外差接收和處理機(jī)進(jìn)行外差解調(diào)和圖像處理。?

所述的多波長啁啾激光發(fā)射機(jī)為單光源單通道激光發(fā)射機(jī)，單一激光源本身產(chǎn)生時(shí)序周期性的多波長啁啾激光光束，再通過一個(gè)激光放大器和光學(xué)天線發(fā)射，在光學(xué)天線后安置光束分束器，產(chǎn)生向前的目標(biāo)照明光束，并引出本振光束。?

所述的多波長啁啾激光發(fā)射機(jī)為多光源單通道激光發(fā)射機(jī)，采用多個(gè)不同啁啾初始波長的激光光源經(jīng)波分復(fù)用合束器并組合成為一路空間光束，然后再通過一個(gè)激光放大器和光學(xué)天線發(fā)射，經(jīng)所述的光束分束器分解為目標(biāo)照明光束和本振光束，各個(gè)激光源在時(shí)序上依次觸發(fā)。?

所述的多波長啁啾激光發(fā)射機(jī)為多光源多通道激光發(fā)射機(jī)，采用多個(gè)不同波長啁啾的激光光源及其相應(yīng)的獨(dú)立的激光放大器和光學(xué)天線，組成一個(gè)空間多通道發(fā)射系統(tǒng)，各個(gè)激光源在時(shí)序上依次觸發(fā)發(fā)射，在每個(gè)獨(dú)立的光學(xué)天線之后都設(shè)置分束器，通過光束分束器分解為目標(biāo)照明光束和本振光束。?