合成孔径激光雷达研究及应用

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1、万方数据2007年12月第18卷第6期装备指挥技术学院学报JournaloftheAcademyofEquipmentCommand＆TechnologyDecember2007V01．18NO．6合成孑L径激光雷达研究及应用杜汪洋1，吴彦鸿2，屈强1(I．装备指挥技术学院研究生管理大队，北京101416；2．装备指挥技术学院光电装备系，北京101416)摘要：在讨论合成孔径激光雷达(syntheticaperturelaser—radar，SAI。)概念和原理的基础上，研究了SAL系统研制的关键技术；比较了SAI。和合成孔径雷达(syntheticap

2、ertureradar，SAR)的优缺点；提出了在军事上利用SAI。和SAR技术联合检测军事目标，具有重大的军事和民用意义，最后分析了其优越性。关键词：合成孔径激光雷达；合成孔径雷达；SAL关键技术；SAI。潜在应用中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：1673—0127(2007)06—0073—05ResearchonSyntheticApertureLaser—radarandItsApplicationDUWangyan91，WUYanhon92。QUQian91(1．CompanyofPostgraduateManagement，the

3、AcademyofEquipmentCommand&Technology，Beijing101416，China；2．DepartmentofOpticalandElectricalEquipment，theAcademyofEquipmentCommand&Technology，Beijing101416，China)Abstract：Thepaperdiscussestheconceptandtheoriesofsyntheticaperturelaser—radar(SAI．)，studiesthecriticaltechnologiesofSAL

4、，comparestheadvantagesanddisadvantagesofSALandSAR，andfinallystudiesthepotentialapplicationsofSAI。inthemilitaryandcivilianfieldsanddiscussestheprioritiesofSAI。．Keywords：syntheticaperturelaser—radar(SAL)；syntheticapertureradar(SAR)；SAI。criticaltechnologies；SAI。potentialapplications

5、工作在微波波段的合成孔径雷达，可全天候远距离工作，并能以超过衍射极限的分辨率提供地面测绘数据和图像。目前，机载和星载SAR的分辨率分别可达0．1m和1m以内口。3]，而普通的激光雷达系统的空间分辨率尽管可达很高，但若进一步提高其分辨率，则会受到光学孔径衍射的限制[4。]。随着军事精确打击和大地精密测量等诸多方面的需求，人们希望获得更高分辨率的图像。合成孔径激光雷达是指用激光器作辐射源的合成孑L径雷达。将合成孔径技术应用于光学域，将会获得更高的分辨率和更快的成像速度。研究合成孔径激光雷达，采用相干激光雷达合成孔径的方法来突破衍射限制，从而利用普通商用的孔径

6、直径来获得高分辨率、远距离的二维成像。本文主要是研究将微波波段的SAR技术移植到光学波段，用激光器作辐射源来实现合成孔径成像技术；研究了SAI。的基本原理和关键技术以及SAL与SAR的优劣比较；最后提出了军事上利用SAL和SAR技术联合检测军事目标，具有重大的军事意义，并讨论了其优越性。1SAL的基本原理1．1SAL合成孔径原理SAL合成孔径的原理和SAR类似，它们的收稿日期：20070307作者简介：杜汗洋，男．讲师，硕士=研究生．主要研究方向：信号与信息处理，空间信息对抗．chinacmb8@163．com．吴彦鸿，男，副教授，硕士生导师．万方数据7

7、4装备指挥技术学院学报2007年区别仅仅只是发射源不同。SAI，将单个真实光学镜头放在飞机等载体上，载机作等速直线飞行，SAI．通过真实孔径天线等间距地发射相干信号，记录接收回波信号，并进行适当的信号处理，从而载机飞行方向能够对同一目标单元的所有回波信号进行同相叠加(即聚焦)，效果等效于长线阵同时发收。这就是SAI。形成合成孔径的原理。其原理如图1所示。目标图1SAI。合成孔径原理1．2SAL的信号特征和分辨率[{。6·卧9]SAI。是通过光学镜头相对于地面目标的运动进行合成。从而获得方位向的高分辨率，在距离向则是采用脉冲压缩技术来获得距离向的高分辨率。

8、采用脉冲压缩技术能够以较低的峰值功率获得较高的平均发射功率电平，从而提高SAI．