[發明專利]直視合成孔徑激光成像雷達本振增強接收裝置

有效

• 申請號: 201610018987.9
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105652285B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 孫建鋒;張國;周煜;蔡光宇;李光遠;許蒙蒙;張波;張寧;賈昱成;劉立人
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 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,張寧展

技術領域

本發明涉及一種直視合成孔徑激光成像雷達本振增強接收裝置，用于直視合成孔徑激光成像雷達中對信號光進行本振增強，以提高接收靈敏度，并通過聚焦透鏡聚焦信號光，提高了接收視場，最后經處理電路輸出探測目標圖像。

背景技術

合成孔徑激光成像雷達的原理取之于射頻領域的合成孔徑雷達原理，是能夠實現厘米量級成像分辨率的唯一光學成像手段(合成孔徑激光成像雷達(Ⅰ)：離焦和相位偏置望遠鏡接收天線，光學學報，Vol.28，997～1000，2008)。傳統的合成孔徑激光成像雷達在側視條件下實施距離向的距離分辨成像，在方位向實施孔徑合成，即側視合成孔徑激光成像雷達。側視合成孔徑激光成像雷達采用光學外差接收，受大氣干擾、運動平臺振動、目標散斑和激光雷達系統本身相位變化等影響很大，嚴重影響了側視合成孔徑激光成像雷達的實用化。直視合成孔徑激光成像雷達采用波前變換原理對目標投射兩個同軸同心且偏振正交的光束并且進行自差接收，能夠大大降低大氣、運動平臺、光雷達系統和散斑等相位變化和干擾的影響，允許使用低質量的接收光學系統，不需要光學延時線，無需進行實時拍頻信號相位同步，成像無陰影等優點(直視合成孔徑激光成像雷達原理，光學學報，Vol.32，0928002-1～8，2012)。

先技術[1](劉立人，直視合成孔徑激光成像雷達，公開號：CN102435996)和先技術[2](雙曲波前差自掃描直視合成孔徑激光成像雷達原理，光學學報，Vol.35，0128001-1～10，2015)中使用自由空間光學橋接器接收直視合成孔徑激光成像雷達回波信號，但是由于直視合成孔徑激光成像雷達接收的信號光強度較弱，該種方法不能顯著提高接收靈敏度。

發明內容

本發明的目的在于克服直視合成孔徑激光成像雷達探測靈敏度較低的問題，提出一種適用于直視合成孔徑激光成像雷達的本振增強接收裝置，將本振光與信號光進行干涉，通過增大本振光的入射光強度來提高接收系統的靈敏度，最終經處理電路輸出目標圖像。

本發明的技術解決方案如下：

一種直視合成孔徑激光成像雷達本振增強接收裝置，其構成包括：接收望遠鏡物鏡、接收望遠鏡目鏡、聚焦透鏡、第一二分之一波片、第一偏振分束器、第二二分之一波片、第二偏振分束器、第一探測器、第二探測器、第三二分之一波片、第三偏振分束器、第三探測器、第四探測器、H-偏振平衡接收電路、V-偏振平衡接收電路、數據采集器、數字信號處理器、圖像處理器。上述部件位置關系如下：

所述的接收望遠鏡物鏡與接收望遠鏡目鏡組成接收望遠鏡系統，信號光經過接收望遠鏡系統接收，通過聚焦透鏡聚焦到第一探測器、第二探測器、第三探測器和第四探測器探測面上；

所述的第一偏振分束器將信號光中偏振正交的H-偏振光和V-偏振光分解，H-偏振光依次經過第二二分之一波片和第二偏振分束器分解為兩束光，分別輸出到第一探測器和第二探測器上；V-偏振光依次經過第三二分之一波片和第三偏振分束器分解為兩束光，分別輸出到第三探測器和第四探測器上；

所述的第一偏振分束器將經過第一二分之一波片的本振光分為兩束光，其中一束依次經過第二二分之一波片和第二偏振分束器分解為兩束光，分別輸出到第一探測器和第二探測器上，并與第一探測器和第二探測器上的H-偏振光進行干涉；另一束依次經過第三二分之一波片和第三偏振分束器分解為兩束光，分別輸出到第三探測器和第四探測器上，與第三探測器和第四探測器上的V-偏振光進行干涉；

所述的H-偏振平衡接收電路接收第一探測器和第二探測器輸出信號，V-偏振平衡接收電路接收第三探測器和第四探測器輸出信號；

所述的數據采集器采集H-偏振平衡接收電路和V-偏振平衡接收電路輸出信號，并轉化為數字信號輸出到數字信號處理器中進行數字信號處理，數字信號處理器處理后的信號輸出到圖像處理器中顯示目標圖像。

所述的探測器可以為單點探測器、四象限探測器或陣列探測器。

所述的偏振分束器均為對入射的水平偏振光透射，垂直偏振光反射。

所述的第二二分之一波片的光軸方向和入射線偏振光偏振方向之間角度設置，和所述的第三二分之一波片的光軸方向和入射線偏振光偏振方向之間角度設置，均使得透射光的偏振方向旋轉45度或135度。

本發明具有如下特點：

1、本發明所述的聚焦透鏡將信號光聚焦到探測器上，提高接收視場。