专利名称：合成孔径激光成像雷达交叉聚焦成像方法
技术领域：
本发明涉及合成孔径激光成像雷达，特别是一种合成孔径激光成像雷达交叉聚焦成像方法，包括一维输出方式与两维输出方式，特别是将方位向二次项相位因子补偿后的合成孔径激光成像雷达目标回波信号进行二维快速傅里叶变换，同时实现目标距离向、方位向聚焦成像。
背景技术：
合成孔径激光成像雷达(SAIL)的原理取之于射频领域的合成孔径雷达(SAR)原理，是国外报道的能够在远距离获得厘米量级分辨率的唯一的光学成像观察手段。合成孔径激光成像雷达的发射激光采用光频线性调制即啁啾调制，光电外差接收采用去斜解调方式即采用同样的啁啾发射激光作为外差本机振荡器光束，因此得到了在距离向包含距离信息和在方位向包含相位历程信息的回波差频信号。目标面上每个点的回波信号相位距离向为与距离向快时间有关的线性项相位，方位向为与方位向慢时间有关的二次项相位。2002年以来，合成孔径激光成像雷达在实验室先后得到了验证参见文献1:M.Bashkansky, R.L.Lucke, E.Funk, L.J.Rickard, and J.Reint jes, “Two-dimensionalsynthetic aperture imaging in the optical domain,，，Optic Letters, Vol.27, ppl983-1985 (2002),；文献 2:W.Buell, N.Marechal, J.Buck, R.Dickinson, D.Kozlowski, T.Wright, and S.Beck, “Demonstrations of Synthetic Aperture Imaging Ladar,，，Proc.0f SPIE Vol.5791ppl52-166 (2005)，；文献3:周煜，许楠，栾竹，闻爱民，王利娟，孙建锋，刘立人，尺度缩小合成孔径激光雷达的二维成像实验，光学学报，Vol.31 (9) (2011)，；文献
4:刘立人，周煜，职亚楠，孙建锋，大口径合成孔径激光成像雷达演示样机及其实验室验证，光学学报，Vol.29(7):2030 2032(2011)，2006年在美国国防先进计划局支持下的雷声公司和诺格公司分别实现了机载合成孔径激光雷达实验(无任何细节报道)参见文献
5:J.Ricklin, M.Dierking, S.Fuhrer, B.Schumm, and D.Tomlison, “Synthetic apertureladar for tactical imaging, ” DARPA Strategic Technology Office.。2011 年，洛马公司对1.6公里处的地面目标实现了机载合成孔径激光成像雷达成像实验参见文献 6:Brian ff.Krause, Joe Buck,Chris Ryan, David Hwang, Piotr Kondratko, AndrewMalm, Andy Gleason “Synthetic Aperture Ladar Flight Demonstration,，，。在上述所有相关报道中参见文献1、2、3、4、5、6，回波信号的成像处理方式都是分两步进行的，即将光电接收和数字化、复数化之后的回波信号首先在距离向进行快速傅里叶变换实现目标距离向聚焦，然后将距离向聚焦后的信号在方位向采用空间的二次项匹配滤波实现目标的方位向聚焦，进而实现对合成孔径激光成像雷达探测目标的聚焦成像。上述两步在时间上有先后顺序，不能同时进行，因此，对SAIL目标回波信号的处理时间较长，然而，随着合成孔径激光成像雷达探测目标的增大，即目标回波数据的增多，以及对目标实时成像处理的要求，必然对传统合成孔径激光成像雷达两步聚焦成像处理的数据处理系统提出了严峻的挑战，
发明内容
本发明要解决的问题在于提出了一种合成孔径激光成像雷达交叉聚焦成像方法，基本思想在于将复数化后的合成孔径激光成像雷达目标回波信号首先进行方位向二次项相位补偿即方位向乘上二次项相位补偿因子，然后进行二维快速傅里叶变换同时实现雷达目标距离向、方位向聚焦，从而获得目标成像输出，实现了雷达目标回波信号的一步聚焦成像，与传统的合成孔径激光成像雷达首先进行距离向聚焦然后进行方位向聚焦的两步聚焦成像方法相比，是一种全新的合成孔径激光成像雷达回波数据聚焦成像方法，并且简便易行，节省时间，是合成孔径激光成像雷达特别是合成孔径激光成像雷达目标回波信号聚焦成像方法的关键技术改进。本发明的技术解决方案如下:—种合成孔径激光成像雷达交叉聚焦成像方法，其特点在于，包括如下步骤:①合成孔径激光成像雷达发射系统发射线性调频的啁啾脉冲激光信号，照射到目标后被目标反射，反射光波经过合成孔径激光成像雷达接收系统进行光电外差接收、数字化处理后的目标回波信号为:
权利要求
1.一种合成孔径激光成像雷达交叉聚焦成像方法，其特征在于，包括如下步骤: ①合成孔径激光成像雷达发射系统发射线性调频的啁啾脉冲激光信号，照射到目标后被目标反射，反射光波经过合成孔径激光成像雷达接收系统进行光电外差接收、数字化处理后的目标回波信号为:
全文摘要
一种合成孔径激光成像雷达交叉聚焦成像方法，基本思想在于将复数化后的合成孔径激光成像雷达目标回波信号首先进行方位向二次项相位补偿，然后进行二维快速傅里叶变换同时实现雷达目标距离向、方位向聚焦，从而获得目标成像输出。本发明实现了雷达目标回波信号的一步聚焦成像，与传统的合成孔径激光成像雷达首先进行距离向聚焦然后进行方位向聚焦的两步聚焦成像方法相比，简便易行，节省时间。
文档编号G01S17/89GK103076613SQ20131001751
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者孙志伟, 职亚楠, 刘立人, 侯培培, 孙建锋, 周煜 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所