合成孔径激光雷达的理论、实验探究及算法研究

摘要

合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar，SAL)是一种新型的激光雷达，它综合了合成孔径雷达(SAR)和激光雷达(Ladar)的一些优点，能够对实时的、距离远的、范围广的地表或空间目标进行高分辨率技术成像。
　　 SAL的成像原理与微波频段的合成孔径雷达原理基本上是相同的，但是由于激光的工作频率很高并且有很高的相干性，使得雷达的分辨率得到了很大的改进；特别是对于高速运动的物体，相比之下可以产生更大的多普勒频移，从而进行高分辨率成像。这样就增加了对运动速度更大的目标进行探测。
　　 本论文在建立了基于合成孔径激光雷达探测（SAL）的1550nm光纤通信系统基础上，展开了探测运动目标多普勒效应的成像实验研究，其中探测的目标分为主动探测目标和被动探测目标两种具有不同意义的物体。在实验中首先获取了包含运动目标二维信息的回波信号，然后通过相应的信号处理与分析方法，得到了能较好反映目标特征的图像的基本信息，并成功地估计出目标的相关参数。
　　 本实验并且建立了一套实验室光纤合成孔径激光雷达探测目标多普勒效应的成像系统。该系统采用全光纤设计，不仅结构小巧、紧凑，价格低廉，而且利于实验室的实用化，对我国进一步研究合成孔径激光雷达打下了一定的基础。然后利用MATLAB软件，对数据进行分解和重构，建立多普勒特征的二维矩阵信号；对此信号进行了频域和振幅联合分析，较好地估计了目标特征的参数，结合目标特征信息的距离、孔径大小、采集时间、频率、振幅和运动速度等，获取了目标的图像信息。
　　 本论文完成了光纤合成孔径激光雷达对线目标多普勒效应的探测，通过MATLAB软件从SAR移植的距离多普勒算法进行了分析研究，较好地得出目标的基本图像信息。完成对比较复杂的金属标准件目标多普勒效应的探测，通过MATLAB软件以及成像算法进行分析，得出具有一定参考意义的图像信息。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 合成孔径激光雷达的基础理论以及设计方程

3光纤合成孔径激光雷达探测系统的设计

4合成孔径激光雷达的实验探究

5 总结和展望

参考文献