1 中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
合成孔径激光雷达(SAL)可在大前斜视角条件下以较小的光学孔径,对远距离目标进行高分辨率、高数据率成像,是光学成像探测的一种重要形式。对口径为100 mm、作用距离为20 km、分辨率为0.05 m的SAL的工作模式、系统方案、指标参数和关键技术进行分析,并提出与设备整流罩共形的衍射光学系统概念,有利于减少气动影响和设备的体积、质量。借助微波相控阵天线模型,研究基于频率扫描变化的激光波束展宽和一维波束扫描方法,给出相关波束方向图的仿真结果。结果表明,基于曲面共形衍射光学系统的SAL成像探测技术具有可行性。
遥感 衍射光学系统 合成孔径成像 激光雷达 激光波束扫描
1 中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
分析了用于对地成像的天基合成孔径激光雷达(SAL)系统指标,采用10 m口径膜基衍射光学系统以满足功率口径积的要求,用合成孔径雷达相控阵天线模型分析了器件参数和衍射光学系统的波束方向图。针对大口径衍射光学系统存在的孔径渡越问题,提出了基于数字信号处理的高距离分辨率信号补偿聚焦方法。研究结果表明:10 m衍射口径天基SAL系统有可能对远距离特定目标进行高数据率、高分辨率成像跟踪,该技术的实现具有一定的可行性。
探测器 天基激光雷达 合成孔径成像 衍射光学系统 孔径渡越补偿 雷达方程 中国激光
2018, 45(12): 1210002
1 中国科学院电子学研究所 微波成像技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院自适应光学重点实验室, 成都 610209
4 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
对用于地球同步轨道空间目标进行成像观测的地基逆合成孔径激光雷达系统进行了分析.讨论了地球同步轨道空间目标运动特性和观测几何模型, 分析了地基逆合成孔径激光雷达系统指标, 波形选择为无周期相位编码信号, 提出了基于发射和本振参考通道的信号相干性保持方法.根据目标存在振动和三维自转的特点, 采用正交基线干涉处理的方法进行运动相位误差估计与补偿.引入自适应光学系统实现大气时变相位误差校正, 同时明确了基于正交基线干涉处理的逆合成孔径激光雷达与自适应光学在大气校正方面具有互补性.设计了初步系统方案, 仿真验证了目标振动和三维自转对逆合成孔径激光雷达成像有明显的影响.
激光雷达 逆合成孔径成像 空间目标 系统分析 地球同步轨道 Lidar Inverse synthetic aperture imaging Space object System analysis GEO
1 中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
本振信号较差的相干性限制了合成孔径激光雷达(SAL)对远距离目标成像的方位/横向分辨率。研究了SAL信号相干性保持问题, 提出了一种基于本振数字延时的SAL信号相干性保持方法。通过设置本振信号参考通道, 采用自外差探测的方式, 在数字域提取本振信号频率不稳引入的相位, 并将其在数字域延时后对目标回波信号实施相位补偿。建立了激光信号模型, 对所提出的SAL信号相干性保持方法进行了误差分析, 给出了自外差探测中光纤延时长度的选取原则。理论分析和仿真实验表明, 该方法能有效保持SAL信号的相干性。
遥感 合成孔径激光雷达 信号相干性 本振数字延时 相位估计 自外差探测
1 中国科学院电子学研究所 微波成像技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar, SAL), 分析了信号相位误差对合成孔径成像的影响。建立了激光信号模型, 分析了激光信号相干性对 SAL方位分辨率的影响, 给出通过本振信号延时处理保证相干性的解决方案。分析了LFM信号非线性失真对距离分辨率的影响, 为同时解决激光LFM信号调制放大过程引入的脉冲间随机初相位问题, 提出一种基于参考通道的LFM信号非线性失真和脉冲间随机初相位定标校正方法。给出了实验和仿真数据处理结果。
信号相干性 相位误差 合成孔径成像 激光雷达 非线性失真 定标校正 signal coherence phase error synthetic aperture imaging ladar nonlinear distortion calibration correction 红外与激光工程
2018, 47(3): 0306001
1 中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
实际飞行过程中载机的俯仰角和偏航角会在顺轨干涉处理的基线中引入交轨基线分量，在振动条件下对高程起伏地形难以精确成像。为实现机载合成孔径激光雷达(SAL)振动有效估计，提出了一种基于三探测器正交基线干涉处理的振动估计和成像处理方法，建立了信号模型并进行了精度分析。该方法需要使视场重叠，并利用了SAL非成像光学系统的特点来实现。介绍了利用一个对地宽幅成像探测器和三个振动估计探测器分置的光学系统实现方案，并讨论了探测器视场重叠度和信噪比对振动估计性能的影响。振动条件下对高程起伏地形的仿真成像结果验证了该方法的有效性。
遥感 激光光学 合成孔径 振动估计 干涉处理 正交基线 成像处理
1 中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了国内外合成孔径激光雷达的研究现状, 讨论了其技术体制、工作模式和光学系统特点。给出了一个用于空间目标观测的天基合成孔径激光雷达系统方案, 并对其主要的性能指标和关键技术进行了分析。研究表明: 天基合成孔径激光雷达可以在大前斜视角条件下, 以高数据率对目标实现远距离高分辨率成像。
激光雷达 合成孔径成像 相干探测 空间目标 ladar synthetic aperture imaging coherent detection space target 红外与激光工程
2016, 45(11): 1130002
