合成孔徑激光雷達(dá)(SAL)能夠突破激光的衍射限制,滿足對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)和場景進(jìn)行高精度實(shí)時(shí)成像的需求。從SAL理論和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展兩方面,詳細(xì)總結(jié)分析了SAL的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)和分析了實(shí)現(xiàn)SAL實(shí)際應(yīng)用,還需深入研究的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù):激光光源、發(fā)射信號(hào)波形、探測體制、激光傳輸特性和目標(biāo)反射特性、成像算法和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?為進(jìn)行SAL的深入研究和實(shí)用化奠定基礎(chǔ)。
【部分圖文】：

ａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆＮａｖｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ［１０］．（ａ）Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍ；（ｂ）ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ２００４～２００５年，美國Ａｅｒｏｓｐａｃｅ公司Ｂｅｃｋ等［１２］采用波長為１．５μｍ的脈沖光纖激光源對(duì)靜止目標(biāo)進(jìn)行了ＳＡＬ成像實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)利用運(yùn)動(dòng)的發(fā)射接收孔徑對(duì)鏡面目標(biāo)和漫散射目標(biāo)成像，是第一次真正意義上的二維ＳＡＬ成像實(shí)驗(yàn)，距離向和方位向分辨率達(dá)到了６０μｍ×５０μｍ。其框圖和結(jié)果如圖３所示。圖３美國Ａｅｒｏｓｐａｃｅ公司實(shí)驗(yàn)框圖和結(jié)果［１２］Ｆｉｇ．３ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅｃｏｍｐａｎｙ［１２］２００６年，在ＤＡＲＰＡ的贊助下，美國雷聲公司和諾斯羅普·格魯曼公司分別采用了不同的激光波長成功設(shè)計(jì)并制造出世界上第一部機(jī)載ＳＡＬ系統(tǒng)，并進(jìn)行了高分辨率成像飛行實(shí)驗(yàn)［１３］，但是未公布實(shí)驗(yàn)結(jié)果。２００９年，洛克希德馬丁相干技術(shù)中心，利用１．５５μｍ的光纖激光器等搭載成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了１ｋｍ的中距離ＳＡＬ成像實(shí)驗(yàn)，得到了二維ＳＡＬ圖像；并于２０１１年公布了ＳＡＬ成像裝置和成像結(jié)果，如圖４所示［１４］。２０１２年，美國蒙大拿州立大學(xué)物理光譜實(shí)驗(yàn)室Ｓｔｅｐｈｅｎ等［１５］采用波長為１．５５μｍ的超寬帶線性調(diào)頻調(diào)制激光信號(hào)成功演示了實(shí)驗(yàn)室聚束ＳＡＬ成像，如圖５所示，其中圖５（ａ）為實(shí)驗(yàn)框圖，圖５（ｂ）為干蜻蜓條帶模式成像結(jié)果及對(duì)應(yīng)光學(xué)照片，圖５（ｃ）為采

海光學(xué)精密機(jī)械研究所劉立人團(tuán)隊(duì)開始研究ＳＡＬ，主要是對(duì)光學(xué)系統(tǒng)部分進(jìn)行了深入的研究，發(fā)表了多項(xiàng)研究成果［２７－２８］。設(shè)計(jì)了縮小尺度的ＳＡＬ實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了在短距離上模擬遠(yuǎn)場衍射點(diǎn)目標(biāo)的方位向激光合成孔徑成像。２００９年，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)目標(biāo)和二維圖像目標(biāo)的成像，如圖１０所示，成像分辨率達(dá)到１．２ｍｍ×２ｍｍ［２９］。２０１１年，探索研制了一個(gè)探測距離為５０ｋｍ、口徑為Ф３００ｍｍ的合成孔徑激光成像雷達(dá)演示樣機(jī)，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行近距離演示驗(yàn)證，成像結(jié)果如圖１１所示，在１４ｍ距離上獲得二維成像分辨率優(yōu)于１．４ｍｍ×１．２ｍｍ［３０］。圖１０縮小尺度的ＳＡＬ成像實(shí)驗(yàn)［２９］。（ａ）實(shí)驗(yàn)裝置；（ｂ）成像結(jié)果Ｆｉｇ．１０ＲｅｄｕｃｅｄｓｃａｌｅＳＡＬｉｍａｇｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［２９］．（ａ）Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅ；（ｂ）ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ圖１１成像結(jié)果［３０］Ｆｉｇ．１１Ｉｍａｇｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ［３０］２０１２年，劉立人［３１］指出，現(xiàn)有的側(cè)視ＳＡＬ采用光學(xué)外差接收，受大氣擾動(dòng)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)、目標(biāo)散斑和激光雷達(dá)系統(tǒng)本身相位變化等影響很大，影響了側(cè)視ＳＡＬ的實(shí)用化，因此提出了直視ＳＡＬ，直視ＳＡＬ發(fā)射采用兩個(gè)正交偏振同軸且波前差相對(duì)掃描的空間為拋物面型的光束，接收采用自差及相位復(fù)數(shù)化探測。在直視ＳＡＬ成像基礎(chǔ)上，劉立人［３２］又提出自干涉合成孔徑激光三維成像雷達(dá)和雙曲波前差自掃描直視合成孔徑激光成像雷達(dá)［３３］實(shí)現(xiàn)原理。２０１３年，馬小平等［３４］

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；（ｂ）多條目標(biāo)和飛機(jī)目標(biāo)照片；（ｃ）多條目標(biāo)成像結(jié)果；（ｄ）飛機(jī)目標(biāo)成像結(jié)果Ｆｉｇ．１２Ｄｏｗｎ－ｌｏｏｋｉｎｇＳＡＬｉｍａｇｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｓｔａｔｉｃｔａｒｇｅｔ［３７］．（ａ）ＳＡＬｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；（ｂ）ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｔｒｉｐｔａｒｇｅｔｓａｎｄａｉｒｃｒａｆｔｔａｒｇｅｔｐｈｏｔｏｓ；（ｃ）ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｔｒｉｐｉｍａｇｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ；（ｄ）ａｉｒｃｒａｆｔｉｍａｇｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ圖１３聚束模式直視ＳＡＬ成像實(shí)驗(yàn)［３８］Ｆｉｇ．１３ＳＡＬｉｍａｇｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｓｐｏｔｌｉｇｈｔｍｏｄｅ［３８］和成像，并進(jìn)行了機(jī)載直視合成孔徑激光成像雷達(dá)的３ｋｍ飛行實(shí)驗(yàn)，獲得了高質(zhì)量大視場圖像，其成像視場提高了一個(gè)量級(jí)達(dá)到了４．８ｍｒａｄ，如圖１７所示。Ｌｉ等［４６］采用一種新型高效的線性調(diào)頻連續(xù)波（ＦＭＣＷ）合成孔徑激光成像雷達(dá)系統(tǒng)，在１ｋｍ的距離使用２個(gè)０．４１ｃｍ口徑望遠(yuǎn)鏡獲得的光學(xué)合成孔徑圖像，這些圖像的分辨率可以達(dá)到４ｃｍ，約比傳統(tǒng)實(shí)孔徑成像分辨率提高１０倍。黃宇翔等［４７］使用基于連續(xù)ｍ序列相位調(diào)制的ＩＳＡＬ實(shí)現(xiàn)了對(duì)３３．５ｍ外的轉(zhuǎn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)成像，采用ＲＤ算法復(fù)現(xiàn)了目標(biāo)特征，距離向分辨率和多普勒域分辨率分別為１８ｃｍ和１．５７６ｋＨｚ。３ＳＡＬ關(guān)鍵技術(shù)分析總結(jié)ＳＡＬ的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況可知，要實(shí)現(xiàn)ＳＡＬ的實(shí)際應(yīng)用，還需要針對(duì)ＳＡＬ雷達(dá)系統(tǒng)的激光源、工作體制、信號(hào)的發(fā)射波形、大氣補(bǔ)償算法、成像算法和運(yùn)

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 雷萬明,胡學(xué)成;基于回波數(shù)據(jù)的高分辨力機(jī)載SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[J];電子與信息學(xué)報(bào);2004年12期

2 沈廣才,沈福民;基于最小波形熵的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償逆梯度參數(shù)搜索法[J];火控雷達(dá)技術(shù);2005年03期

3 郭昕;曾濤;劉鶴;;頻率步進(jìn)雷達(dá)多目標(biāo)頻域運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2009年09期

4 趙志欽，鄧強(qiáng)，廖向前，黃順吉;機(jī)載合成孔徑雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償研究[J];現(xiàn)代雷達(dá);1995年05期

5 胡曉娥;孫巍;梁興東;;一種高分辨率機(jī)載SAR實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子測量技術(shù);2012年06期

6 雷萬明,胡學(xué)成;基于回波數(shù)據(jù)的高分辨力機(jī)載SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[J];電子科學(xué)技術(shù)評(píng)論;2004年06期

7 牛帆;李冬梅;李朝暉;;基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l自適應(yīng)去隔行算法[J];電視技術(shù);2008年S1期

8 喻慶東;周莉;陳杰;;兼容多標(biāo)準(zhǔn)的高效運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償新結(jié)構(gòu)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2011年06期

9 丁赤飚;基于慣導(dǎo)系統(tǒng)的機(jī)載SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償精度分析[J];電子與信息學(xué)報(bào);2002年01期

10 余勝生,田哲,周敬利,陳加忠;一種新的基于率失真優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2004年17期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 徐凱;孫淑光;劉瑞華;;基于載機(jī)速度變化分析的SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[A];全國第二屆信號(hào)處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議�？痆C];2008年

2 朱永鋒;左衍琴;付強(qiáng);;頻率步進(jìn)雷達(dá)高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償新方法[A];第十四屆全國信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)(CCSP-2009)論文集[C];2009年

3 金添;常文革;;基于迭代加權(quán)散射重心的包絡(luò)對(duì)齊方法[A];第十一屆全國信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-2003）論文集[C];2003年

4 鄧黽;吳彥鴻;;雙站合成孔徑雷達(dá)ωk成像算法研究[A];全國第五屆信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議專刊(第一冊(cè))[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊澤民;快速時(shí)域SAR成像與三維SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

2 郭微光;機(jī)載超寬帶合成孔徑雷達(dá)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)研究[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

3 薛國義;機(jī)載高分辨超寬帶合成孔徑雷達(dá)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

4 李文超;雙基地前視合成孔徑雷達(dá)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[D];電子科技大學(xué);2012年

5 李燕平;單/雙基SAR成像和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

6 黃為;視頻通信中的多假設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2007年

7 黃鈺林;機(jī)載雙基地SAR同步與成像處理研究[D];電子科技大學(xué);2008年

8 常文革;UWB SAR系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2001年

9 楊軍;機(jī)/星載寬幅SAR成像算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

10 李浩林;機(jī)載SAR快速后向投影成像算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙悅;基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘椒╗D];山東大學(xué);2015年

2 李國航;SAR成像與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 陳樂平;一站固定式雙站低頻UWB SAR成像處理技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 孔令軍;H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊與高可靠性ToI系統(tǒng)SoC設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

5 楊丹;機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償[D];西安電子科技大學(xué);2011年

6 左衍琴;頻率步進(jìn)雷達(dá)高速目標(biāo)成像中的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

7 王君庭;機(jī)載SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償研究[D];中國科學(xué)院電子學(xué)研究所;2000年

8 徐曉丹;機(jī)載合成孔徑雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償研究[D];武漢理工大學(xué);2003年

9 王海兵;基于實(shí)測數(shù)據(jù)的機(jī)載SAR成像及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

10 王曉峰;臨近空間慢速平臺(tái)SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2816849