菲涅耳望远镜合成孔径激光成像雷达实验室验证

对菲涅耳望远镜合成孔径激光成像雷达进行了实验室尺度条件下的原理验证实验。实验中利用不同曲率半径、垂直正交偏振的两个球面波通过二维(2D)扫描方式照明远距离处的目标,接收望远镜接收到的目标回波经过偏振分光镜分成两束作为信号光和本振光进入2×4 90°桥接器,桥接器输出的四路光信号被两个平衡探测器接收,平衡探测器输出电信号经模数转换后经过复数化、两维相位二次项匹配滤波算法处理后可以重构出目标图像。对4.3m处点目标和2D面目标进行了成像实验,取得了具有良好成像分辨率和对比度且带有散斑效应的预期成像结果,证明了该合成成像激光雷达概念的正确性。

菲涅耳望远镜全孔径合成成像激光雷达：原理

提出了一种菲涅耳望远镜全孔径合成成像激光雷达的概念,原理基于对目标进行同轴同心相位二次项偏振正交双光束扫描的光电数据收集以及光学和数字计算空间复相位解调的图像重构。具有两种工作模式即目标移动而光束一维扫描和目标静止而光束二维扫描,能够实现目标超光学分辨率极限的二维成像并具有三维成像能力。由于实施了空间对时间的传输信号转化并且采用了同轴光束相干探测和复数相位合成,提高了接收灵敏度和成像信噪比,大大降低了大气对于激光传输的影响,允许使用低质量的接收光学系统从而能大大增加接收光学口径而降低激光发射功率,由于使用了光桥接器使得整体光、电、机械结构更加简单。给出了详细原理叙述和数学分析。

基于重采样插值的菲涅耳望远镜成像算法研究

菲涅耳望远镜全孔径合成成像激光雷达(简称菲涅耳望远镜)是一种新的高分辨率激光成像技术。在菲涅耳望远镜一维扫描工作模式中,目标和扫描光束的相对运动使得时间-空间变换后的采样信号呈不规则非均匀分布,影响匹配滤波算法中快速傅里叶变换的使用。提出基于重采样插值的菲涅耳望远镜算法,包括时间-空间变换、重采样插值和匹配滤波等主要步骤,其中利用重采样插值将不规则分布的原采样信号转换为正交规则分布的重采样信号。对三种重采样插值方法进行比较,并获得了点目标和面目标的计算机仿真重建图像,证明了算法的有效性。该算法对于菲涅耳望远镜具有实际意义。

远距离高分辨激光成像雷达技术

星载和机载远距离目标的高分辨成像一直是科研人员不断追求的目标,为了突破远距离光学系统孔径衍射受限的问题,国内外先后发展了多种激光成像雷达技术。着重介绍了基于"点发射、面照射、点接收"工作模式来实现远距离目标高分辨成像的四种激光成像雷达基本原理,给出了这几种类型激光成像雷达的国内外实验和工程化进展程度,并进行了相应的比较。