合成孔径激光成像雷达的光学自聚焦成像装置与成像方法

摘要

一种合成孔径激光成像雷达的光学自聚焦成像装置与成像方法，利用光学成像手段对雷达回波信号进行聚焦成像，其构成包括计算机、空间光调制器、与图像接收器，核心原理为将合成孔径激光成像雷达接收系统接收的目标回波信号存储在计算机中，然后利用计算机在回波信号距离向上附加二次项相位因子，然后加载到空间光调制器上，激光器发出的光波经过空间光调制器调制后经过一段菲涅尔衍射自动并且同时实现距离向、方位向聚焦，成像结果由图像接收器接收，并由计算机进行存储显示。本发明结构简单，易于集成，节省成本，是合成孔径激光成像雷达的重要技术改进。

主权项

一种合成孔径激光成像雷达的光学自聚焦成像方法，利用合成孔径激光成像雷达的光学自聚焦成像装置，其构成包括计算机(1)，空间光调制器(2)，图像接收器(3)，沿光轴方向依次为所述的空间光调制器(2)，图像接收器(3)，所述的空间光调制器(2)与图像接收器(3)的距离为f，所述的计算机(1)的第一输入端(11)接合成孔径激光成像雷达的数据接收系统，所述的计算机(1)的输出端(12)接所述的空间光调制器(2)的输入端(21)，所述的计算机(1)的第二输入端(13)接所述的图像接收器(3)的输出端(31)；所述的空间光调制器包括透射式空间光调制器与反射式空间光调制器两种结构，其特征在于，包括如下步骤：①合成孔径激光成像雷达回波数据接收系统接收后的目标回波数据存储在所述的计算机(1)中，由该计算机(1)在所述的目标回波数据距离向上附加二次项相位因子，所述的二次项相位因子的距离向曲率半径f_i＝λ_sf(T_f/a)²/λ，其中λ_s为所述的合成孔径激光成像雷达的光学自聚焦成像装置中所用激光器的波长，T_f为合成孔径激光成像雷达回波数据距离向时间采样宽度，a为所述的空间光调制器的距离向数据加载宽度，λ为合成孔径激光成像雷达发射激光的中心波长，②距离向附加二次项相位因子的回波数据通过所述的计算机(1)加载到所述的空间光调制器(2)上，对于所述的透射式空间光调制器，加载所述的距离向附加二次项相位因子的回波数据的共轭数据，对于所述的反射式空间光调制器，加载所述的附加二次项相位因子的回波数据，数据加载后，方位向数据满足的关系为λF(b/B_s)²＝λ_sf，其中F为合成孔径激光成像雷达目标回波数据方位向等效曲率半径，b为所述的空间光调制器(2)的方位向数据加载宽度，B_s为合成孔径激光成像雷达方位向数据采样宽度，③由激光器发出的激光经过准直扩束后照射到所述的空间光调制器(2)上，出射光在所述的图像接收器(3)的探测面上聚焦成像，成像结果由所述的图像接收器(3)接收并存储到所述的计算机(1)中，并由该计算机(1)进行显示。