[发明专利]合成孔径激光成像雷达的矩形孔径望远镜天线

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径激光成像雷达，是一种合成孔径激光成像雷达的矩形孔径的光学望远镜天线，用作光学接收和发射天线，可以产生符合合成孔径激光成像雷达扫描方式的矩形光学足趾，因此不仅能够消除光学足趾的运动垂直方向上的方位向成像分辨率不均匀及降低的现象，而且可以设计最佳的矩形孔径的尺度分别控制激光雷达光学足趾在方位向及其垂直方向上的尺度，得到大扫描宽度和高方位向分辨率。

背景技术

合成孔径激光成像雷达的原理取之于射频领域的合成孔径雷达原理，是能够在远距离得到厘米量级分辨率的唯一的光学成像观察手段。但是光学接收望远镜主镜的尺度大于波长3-6个数量级，其空间接收和发射与射频方法有原理差别。但是，在合成孔径激光成像雷达中所使用的光学天线都是圆孔径的望远镜系统。下面是现有的有关合成孔径激光成像雷达的参考文献：

(1)M.Bashkansky，R.L.Lucke，F.Funk，L.J.Rickard，and J.Reintjes，“Two-dimensional synthetic aperture imaging in the optical domain，”Optics Letters，Vol.27，pp1983-1985(2002).

(2)W.Buell，N.Marechal，J.Buck，R.Dickinson，D.Kozlowski，T.Wright，and S.Beck，“Demonstrationof synthetic aperture imaging ladar，”Proc.of SPIE，Vol.5791，pp.152-166(2005).

(3)J.Ricklin，M.Dierking，S.Fuhrer，B.Schumm，and D.Tomlison，“Synthetic apertureladar for tactical imaging，”DARPA Strategic Technology Office.

(4)刘立人，合成孔径激光成像雷达(I)：离焦和相位偏置望远镜接收天线[J]，光学学报，2008，28(5)：997-1000.

(5)刘立人，合成孔径激光成像雷达(II)：空间相位偏置发射望远镜[J]，光学学报，2008，28(6)：1197-1200.

(6)刘立人，合成孔径激光成像雷达(III)：双向环路发射接收望远镜[J]，光学学报，2008，28(7)：1405-1410.

但是，圆形孔径的光学望远镜作为合成孔径激光成像雷达的光学天线存在一定的缺点：

(1)圆形孔径的光学望远镜产生圆形光学足趾，目标点在不同的偏离光学足趾中心的位置上在扫描过程中将经历不同的路径，路径不均匀导致分辨率不均匀。

(2)在使用圆孔径望远镜天线的合成孔径激光成像雷达中，发射光束发散度和光学外差接收方向性函数都是圆对称函数，但是目标点方位向数据采集是在通过目标点的直线上进行的，因此二维圆对称方向性函数在被一维截取中导致了坐标因子变化，在光学足趾中随着运动中心线垂直方向的距离增大将产生方位向分辨率降低。

(3)在使用圆孔径望远镜天线的合成孔径激光成像雷达的光学足趾中方位向及其垂直方向上的发射光束发散度和光学外差接收方向性函数都是相同的，不能分别控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成孔径激光成像雷达的矩形孔径望远镜天线，产生符合合成孔径激光成像雷达扫描方式的矩形光学足趾，不仅能够消除光学足趾的运动垂直方向上的方位向成像分辨率不均匀和分辨率降低的现象，而且可以设计最佳的矩形孔径的尺度分别控制激光雷达光学足趾在方位向及其垂直方向上的尺度，得到大扫描宽度和高方位向分辨率。

本发明的技术解决方案如下：