合成孔徑成像激光雷達(dá)實(shí)驗(yàn)與算法研究.pdf

1、合成孔徑技術(shù)源于微波成像，利用雷達(dá)平臺(tái)和目標(biāo)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)虛擬孔徑的合成，提高空間分辨率的一種方法。合成孔徑技術(shù)的理論極限分辨率受到波長(zhǎng)的限制，但是研究學(xué)者對(duì)于分辨率的追求是永無止境的。激光相對(duì)于普通光源有方向性好，單色性和頻率穩(wěn)定性好，高的空間和時(shí)間相干性等優(yōu)勢(shì)；相對(duì)于微波而言，激光有較短的波長(zhǎng)，可以帶來較高的分辨率。所以，合成孔徑成像激光雷達(dá)作為合成孔徑技術(shù)與激光技術(shù)的結(jié)合體，將會(huì)給人們帶來驚人的空間分辨率。合成孔徑成像激光雷達(dá)

2、作為一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域，擁有很多的技術(shù)難點(diǎn)，如系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成像算法等。
　　 本文圍繞合成孔徑成像激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)問題展開工作，內(nèi)容涉及合成孔徑成像激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)分析、距離向研究、逆合成孔徑成像激光雷達(dá)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和處理方法、合成孔徑成像激光雷達(dá)各種工作模式的成像算法、合成孔徑成像激光雷達(dá)大氣影響分析和可行的室外合成孔徑成像激光雷達(dá)成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)文中所提相關(guān)理論和系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的具體內(nèi)容安

3、排如下：
　　 1.第一章為緒論，簡(jiǎn)要回顧合成孔徑技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，并對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，介紹了本文的研究工作。
　　 2.第二章對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)基本理論進(jìn)行概述，并較為詳細(xì)分析了合成孔徑成像激光雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 3.第三章對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的頻率非線性問題和激光信號(hào)的接收問題進(jìn)行了研究，給出了一種時(shí)域校正頻率非線性的相位補(bǔ)償方法，可以良好的實(shí)現(xiàn)距離壓縮，為合

4、成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行二維成像奠定了基礎(chǔ)。
　　 4.第四章設(shè)計(jì)出了一套適合合成孔徑成像激光雷達(dá)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用收發(fā)分置有效的解決了端面反射對(duì)于系統(tǒng)信號(hào)接收的影響，并且通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)了該系統(tǒng)的有效性，得到了我國(guó)第一幅合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的圖片。
　　 5.第五章從合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)回波信號(hào)模型出發(fā)，對(duì)各種工作模式下的成像算法進(jìn)行了研究，分別給出了適合合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的條帶式和聚束式兩種工

5、作模式的成像算法，最后通過計(jì)算機(jī)仿真說明了算法的有效性。在此基礎(chǔ)之上，針對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)，研究了大氣對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的影響。通過計(jì)算機(jī)仿真得到，大氣對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的主要影響就是對(duì)方位分辨率的影響。這一結(jié)論對(duì)以后的合成孔徑成像激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有幫助作用。
　　 6.第六章針對(duì)合成孔徑成像激光雷達(dá)受到激光源的制約(即激光調(diào)制技術(shù)獲得大帶寬線性調(diào)頻信號(hào)與脈沖重復(fù)頻率的矛盾)進(jìn)行了分析，從而設(shè)計(jì)出一