为了探索大随机相位误差条件下合成孔径雷达(SAL)成像特点和规律, 本文采用波长为1 550 nm 的线性调频激光器建立了能够产生大的共模随机相位误差的条带模式SAL成像实验装置。利用此装置获得了不同目标回波强度下条带模式SAL成像实验数据, 结合条带模式相位梯度自聚焦(PGA)多次迭代处理, 获得了高分辨率SAL图像。实验发现在［-645π,645π］范围的大随机相位误差下, 通过简单的距离压缩和方位匹配滤波, 无法实现SAL图像聚焦, 图像信噪比仅为3 dB。进一步采用PGA处理, 就能很好地校正相位误差, 得到聚焦良好的SAL图像, 图像信噪比达到43 dB。实验还发现, 当存在大共模随机相位误差时, PGA处理展现出非常强的鲁棒性, 在回波弱到10-15 W的情况下依然有效。在大相位误差存在的SAL系统(如机载SAL)中, PGA处理能有效消除相位误差, 实现图像聚焦; 另外, 增大探测激光功率以提高成像数据信噪比, 将有助于提升PGA处理效果。

在光学波长的尺度上，几乎没有目标可被认为是静止的，因此，目标振动对合成孔径激光雷达（SAL）成像可能有较大影响。对此问题，基于衍射光学，建立了在目标作简谐振动的情况下，采用准单色光线性调频光源照明的条带模式SAL的成像数学方程，分析和讨论了目标振动参数对SAL成像的影响，并给出了若干数学仿真演示。结果表明，SAL成像对目标振动非常敏感，在距离方向上目标微小的振动可使SAL系统在方位向上产生一系列虚假像，严重影响SAL高分辨率成像的实现。

条带式合成孔径激光雷达（SAL）系统中光轴角包括俯仰角和水平偏离角两方面，其中光轴的水平偏离角会导致发射孔径运动轴与其孔径方位向坐标轴不平行，从而导致距离向图像失真。从理论出发推导出了两轴夹角与其失真关系的公式，并通过实验观察验证了由此引起的距离向图像失真。在实际的条带式SAL系统设计中，这种严重的图像失真是必须要解决的问题。通过点目标对系统进行校正的方法，消去了因两轴夹角而产生的距离向和方位向之间的耦合，是保证SAL系统能进行复杂面目标成像的必要条件。