直视合成孔径激光成像雷达双面反射棱镜旋转发射装置内发射场的空间波前特性研究

直视合成孔径激光成像雷达(SAIL)中,在发射端主镜的后焦面,两个同轴反向扫描正交偏振发射光束需要具有空间抛物波前相位波前差。采用自差接收探测和相位复数化处理,在交轨向产生与目标点横向位置成正比的线性项调制,在顺轨向产生与目标点纵向位置成中心的二次项相位历程,成像原理分别采用傅里叶变换和匹配滤波聚焦成像。提出了一种新的双面反射镜旋转发射结构,实现了同轴正交偏振的双光束,在交轨向对远场目标反向扫描且速率相同,同时通过柱面镜控制顺轨向光束相位变化。基于傅里叶光学理论和数学近似,理论分析和公式推导双面反射镜的放置位置对内发射光场分布的影响。建立了物理模型,数值模拟正交偏振双光束在发射端衍射到内发射场物理过程,给出光场强度和相位分布,并且和解析分析结果作对比,给出误差分析和结论。

直视合成孔径激光成像雷达原理

提出了直视合成孔径激光成像雷达(SAIL)概念,发射采用两个正交偏振同轴且相对扫描的空间抛物波差的光束,接收采用自差及相位复数化探测。在交轨向产生与目标点横向位置正比的线性项相位调制,在顺轨向产生以目标点纵向位置为中心的二次项相位历程,成像处理采用傅里叶变换实现交轨向聚焦和采用匹配滤波实现顺轨向聚焦。直视SAIL与侧视SAIL一样能够使用小光学孔径在远距离实现高分辨率二维成像,但具有本质独特性即线性和二次相位项和光学足趾及其相关联的成像分辨率无论在设计和使用时都具有很大的控制调整范围,并克服了存在于侧视SAIL中的许多技术难点。直视SAIL在原理和方法上都属于光学领域。给出了直视SAIL的一般性体系结构,在数学上详细描述了包括目标信息获取和成像处理的基本原理。