基于M序列相位编码和正交偏振复用的合成孔径激光成像雷达

摘要

一种基于M序列相位编码和正交偏振复用的合成孔径激光成像雷达，其构成包括单频激光光源、发射偏振分束器、光学宽带相位调制器、水平偏振光路变换镜、垂直偏振光路变换镜、偏振器、发射偏振合束器，发射主镜；接收偏振分束器、2×490°光学桥接器、同相通道平衡探测器、同相通道模数转换器、90°相移通道平衡探测器、90°相移通道模数转换器、信号处理电路与控制计算机。本发明除拥有直视合成孔径激光成像雷达能消除大气、运动平台等引入的相位误差等优点外，还能自动消除平台连续运动引入的多普勒频移。本发明利用相位编码信号获得距离向信息，能获得较高的激光脉冲重频率、实时调节距离向分辨率、无直视SAIL中由机械相对扫描引入误差等优点。

主权项

一种基于M序列相位编码和正交偏振复用的合成孔径激光成像雷达，其特征在于由发射端、接收端和控制与信号处理电路构成：所述的发射端包括激光光源(1)，沿该激光光源(1)的激光输出方向依次是发射偏振分束器(2)、水平偏振光路宽带相位调制器(3)、水平偏振器(4)、水平偏振光路变换镜(5)、发射偏振合束器(7)和发射主镜(8)；所述的激光光源(1)的输出激光经所述的发射偏振分束器(2)分为水平偏振光束和垂直偏振光束，所述的水平偏振光束经水平偏振光路宽带相位调制器(3)进行基于M序列的相位编码调制，再通过水平偏振器(4)控制其偏振状态，然后通过水平偏振光路变换镜(5)改变其波前曲率半径进入所述的发射偏振合束器(7)；所述的垂直偏振光束经过垂直偏振光路变换镜(6)改变其波前曲率半径进入所述的发射偏振合束器(7)，两路偏振光束经所述的发射偏振合束器(7)合束后形成同轴正交偏振光束由发射主镜(8)发射到目标平面上；所述的接收端包括接收主镜(9)、接收偏振分束器(10)、2×490°光学桥接器(11)、同相通道平衡探测器(12)、90°相移通道平衡探测器(13)、同相通道模数转换器(14)、90°相移通道模数转换器(15)和复数化处理器(16)；目标回波由所述的接收主镜(9)接收，被接收的光束经过接收偏振分束器(10)分为水平偏振和垂直偏振两路光束，两路光束通过2×490°光学桥接器(11)，输出四路相互相移90°的同轴干涉光束对，其中0°和180°的两路光束由同相通道平衡探测器(12)接收，90°和270°的两路光束由90°相移通道平衡探测器(13)接收，同相通道平衡探测器(12)的输出信号由同相通道模数转换器(14)转换为数字信号，90°相移通道平衡探测器(13)的输出信号由90°相移通道模数转换器(15)转换为数字信号，同相通道模数转换器(14)和90°相移通道模数转换器(15)输出的数字信号由复数化处理器(16)处理输出复数数字信号，输出的数字信号通过信号处理电路(17)处理得到目标的数字图像。