[發明專利]直視合成孔徑激光成像雷達本振增強光學復數化接收裝置

有效

• 申請號: 201610161607.7
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105629259B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 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光學復數化接收裝置，用于直視合成孔徑激光成像雷達中，通過聚焦透鏡聚焦信號光，將較強的本振光與較弱的信號光進行干涉并進行復數化，最后經處理電路輸出探測目標圖像。

背景技術

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。先技術[3](劉立人，合成孔徑激光成像雷達光學橋接外差接收和復值處理系統，公開號：CN102004243)中提出采用2×4 90°光學橋接器實現兩路外差平衡接收，得到具有90°相移的兩路回波和本振外差產生的實數信號，即復數信號的實部和虛部，然后通過數字化處理合并為復數信號，再經過數字圖像處理得到目標像輸出，但該裝置不適用于直視合成孔徑激光成像雷達。

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和數字信號處理中信號復數化所產生的頻率混疊問題，提出一種適用于直視合成孔徑激光成像雷達的本振增強光學復數化接收裝置，通過聚焦透鏡聚焦信號光，將較強的本振光與較弱的信號光進行干涉并進行復數化，通過增大本振光的入射光強度來提高接收系統的靈敏度，并避免了數字信號處理中信號復數化所產生的頻率混疊現象，復數化準確性高，目標點之間的相互干擾小，是直視合成孔徑激光成像雷達中的關鍵技術。

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光學復數化接收裝置，特征在于其構成包括：

信號光經過接收望遠鏡物鏡與接收望遠鏡目鏡組成的接收望遠鏡系統接收，通過聚焦透鏡射入第一偏振分束器，該第一偏振分束器透過H-偏振光并反射V-偏振光，H-偏振光透過第一偏振分束器和第一二分之一玻片，射入第二偏振分束器，并通過第二偏振分束器分解為兩束，其中一束透過第二偏振分束器和第二二分之一玻片，射入第三偏振分束器分解為兩束，分別聚焦到第一探測器和第二探測器上，另一束經第二偏振分束器反射，透過第三二分之一玻片，射入第四偏振分束器分解為兩束，分別聚焦到第三探測器和第四探測器上；V-偏振光經第一偏振分束器反射，透過第四二分之一玻片后，射入第五偏振分束器，并通過第五偏振分束器分解為兩束，其中一束透過第五偏振分束器和第五二分之一玻片，射入第六偏振分束器分解為兩束，分別聚焦到第五探測器和第六探測器上，另一束經第五偏振分束器反射，透過第六二分之一玻片，射入第七偏振分束器分解為兩束，分別聚焦到第七探測器和第八探測器上；