报道了一个正弦相位调制的大视场机载直视合成孔径激光成像雷达。在室外3.8 km进行了视场扫描并获得了高分辨率合成孔径成像。同时给出了该机载直视合成孔径激光成像雷达的3 km飞行试验结果, 获得了高质量大视场图像, 其成像视场提高了一个量级, 达到了4.8 mrad。

用15 m的平行光管模拟远场条件对直视合成孔径激光成像雷达(SAIL)的滑动聚束模式进行了研究。基于单点目标回波收集方程，分析了滑动聚束的信噪比特性，理论和实验证实滑动聚束模式可以通过延长有效采集时间长度的方式提高信噪比。

提出了一种双曲波前差自扫描直视合成孔径激光成像雷达系统，结构上采用正交偏振同轴双光束发射和偏振干涉自差探测结构，原理上应用波面变换产生双曲波前差照射光斑，因此通过目标的相对运动在交轨向自动扫描产生目标面横向距离有关的线性相位调制，同时在顺轨向产生目标顺轨向距离有关的二次项相位历程，采用补偿二次多普勒频移的傅里叶变换和补偿交叉耦合的共轭二次项匹配滤波算法实现图像重构。本系统主要特点是结构简单，无需使用任何光调制器，没有交轨向信号的初始相位同步问题，不存在目标时间延时影响，同时也保留了直视合成孔径激光成像雷达的固有优点，如有效地降低了大气等相位干扰，照明光斑可以很大，接收口径可以很大。本雷达适用于航空航天的各种相对运动速度和作用距离的对地观察成像和基于逆合成孔径原理的激光成像雷达。

提出了一种合成孔径激光成像雷达（SAIL）的二维匹配滤波成像算法，对利用单频本振激光与线性调频信号光外差接收得到的SAIL目标回波信号同时在距离向、方位向进行相位二次项匹配滤波以实现目标成像。给出了单频本振信号外差接收情况下的单一分辨单元的二维数据收集方程，并对SAIL二维匹配滤波成像算法进行了数学描述，具体分析了矩形和圆形天线孔径下的成像分辨率，给出了此算法对模拟SAIL回波信号的成像处理结果。

分析了合成孔径激光成像雷达(SAIL)受散斑效应影响的分辨单元成像过程并推导了含有散斑效应的二维数据收集方程。在此基础上通过数值模拟分析比较了不同接收天线尺寸、不同天线积分起点位置情况下散斑效应对成像所需的光电流交流项、距离向压缩和最终分辨单元成像结果的影响。结果表明散斑效应对分辨单元成像的影响主要体现在降低了分辨单元的图像强度，同时不同天线尺寸和天线积分位置对分辨单元的成像影响差异较大。分析结果可为今后SAIL散斑效应的抑制提供一定的参考。

研制了直视式合成孔径激光成像雷达(SAIL)电控抛物波面扫描器，该扫描器由线性相位调制的电光晶体和柱面镜构成，其中电光晶体采用4个三角形电极施加电场实现线性相位调制，具有体积小、响应速度快等优点。实验测试表明该直视式SAIL电控抛物波面扫描器获得了与理论吻合的抛物波面相位，扫描准确可控，很好地验证了该扫描器在直视式合成孔径激光成像雷达应用的有效性。

直视合成孔径激光成像雷达采用内发射场直接波面变换平动扫描发射，通过自差接收实现高分辨率成像。由于远场目标位置的光场分布取决于内发射光场，因此内发射场的波前像差会对激光雷达图像质量产生影响。采用Zernike多项式描述波前像差，对初级像差造成直视合成孔径激光成像雷达的成像影响进行了研究，理论分析和仿真结果表明：离焦、象散、彗差和球差对成像的影响最为严重，像差越大，其对成像分辨率的影响也越大。当像差的均方根值小于0.05λ时，对成像分辨率的影响很小，当像差的均方根值为0.25λ时，其象散和彗差引起成像分辨率近似增大到原来的3倍。彗差和球差还造成不同目标位置的成像分辨率不同，离中心位置越远，成像分辨率增加越快。

报道了直视合成孔径激光成像雷达装置在使用焦距为10 m的平行光管模拟远场条件下的阵列目标二维成像实验结果，实现的成像分辨率为1 mm。

提出了一种合成孔径激光成像雷达（SAIL）光学成像处理器的原理方案，基于侧视/直视SAIL单点目标回波收集方程，对此光学处理器的数据加载时空坐标转换、成像分辨率、成像处理能力等方面进行了理论分析，并进行了实验验证，给出了SAIL大口径验证样机获得的目标回波数据的成像结果。此SAIL光学处理器结构简单、紧凑、功耗低，且具有实时、实地处理SAIL回波信号的能力，在未来机载、星载SAIL系统中有广泛的应用前景。

在直视合成孔径激光成像雷达（SAL）的基础上，提出了一种自干涉的产生三维成像的原理方法。首先对于交轨向正扫描和反扫描的柱面镜进行位置偏置，造成交轨向成像频谱的平移并产生相对线性相延，然后逐一对一对交轨向正扫描和反扫描收集聚焦像进行相干叠加，并由此产生自干涉。自干涉产生的交轨向平展条纹对于目标面的倾斜投射即可产生包含目标高度信息的波痕干涉图，最后通过解包裹算法产生表征目标表面轮廓的等位线图。本方法采用一发一收的雷达结构通过单航过干涉法实现三维成像，结构简单，原理有效，同时具有抗大气、运动平台等相位干扰能力。