合成孔径激光雷达技术研究

论文摘要

本文对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,简称SAL)光外差探测技术和合成孔径处理技术进行了研究。首先通过二极管泵浦固体激光外差探测实验,探讨了两光束角准直对光外差探测的影响,并对声光调制器输出光场分布进行了研究,分析了造成声光调制器输出的衍射光的不均匀的原因以及对外差探测信号的影响。针对一般大数值孔径接收方法难以调整两光束共轴的问题,提出了两种方法——本振光扩束法和望远系统接收法,并对两者进行了比较,分析了两者对外差探测信噪比的影响。其次是以正侧视条带工作模式为例,对SAL进行了研究,建立了回波外差信号的理论模型,分析了其信号特点。针对此特点,提出沿用SAR中的距离向解线频调脉压处理和方位向的匹配滤波处理方法对SAL信号进行处理,得到了目标图像模型。运用MATLAB软件对此模型进行了仿真,获得了多点目标的图像。根据所得的目标模型及仿真图像,分析了正侧视条带工作模式下SAL的成像特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 合成孔径雷达和激光雷达
• 1.1.1 合成孔径雷达
• 1.1.2 激光雷达
• 1.2 合成孔径激光雷达
• 1.2.1 合成孔径激光雷达
• 1.2.2 国内外研究现状及发展方向
• 1.3 SAL走向工程的关键技术
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 光外差探测技术
• 2.1 光外差探测基本原理
• 2.2 光外差探测的特点
• 2.3 光外差探测的实现条件
• 2.3.1 实现光外差探测的条件
• 2.3.2 光外差探测时两光束之间最大允许偏差角
• 2.4 二极管泵浦固体激光外差探测实验研究
• 2.4.1 激光发射调制部分
• 2.4.2 接收检测部分
• 2.4.3 实验结果
• 2.4.4 结论
• 第三章 SAL成像技术
• 3.1 SAL基本工作模式
• 3.2 SAL回波信号及处理
• 3.2.1 SAL回波信号
• 3.2.2 外差接收处理
• 3.2.3 数据处理
• 3.2.3.1 距离向处理
• 3.2.3.2 方位向处理
• 3.3 系统构成及仿真
• 3.3.1 PRF的选择
• 3.3.2 目标模型的选择
• 3.3.3 系统构成
• 3.3.4 数据仿真及结果
• 3.4 结论
• 第四章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生在读期间研究成果