[发明专利]通用的合成孔径激光成像雷达光学天线

权利要求书

1.一种通用的合成孔径激光雷达光学天线，特征在于其构成是：包括激光光源(1)，沿该激光光源(1)发射的激光光束前进方向依次是第一半波片(2)和第一偏振分光棱镜(3)，被该第一偏振分光棱镜(3)分为反射光束和透射光束，该反射光束作为本机振荡激光光束经过第一四分之一波片(4)并由第一反射镜(5)返回后到达并透过第一偏振分光棱镜(3)射向第三偏振分光棱镜(18)，所述的透射光束作为发射激光光束，依次经过发射次望远镜目镜(6)、次望远镜物镜(7)、第二偏振分光棱镜(9)、第二四分之一波片(10)、主望远镜目镜(11)、主望远镜物镜(12)和主望远镜出入瞳面(13)射向目标，由目标返回的回波激光光束经原路主望远镜出入瞳面(13)、主望远镜物镜(12)、主望远镜目镜(11)和第二四分之一波片(10)，返回至所述的第二偏振分光棱镜(9)，由该第二偏振分光棱镜(9)反射的光束经第二反射镜(14)、第一接收转像透镜(15)、第二接收转像透镜(17)到达第三偏振分光棱镜(18)，该回波激光光束和所述的本机振荡激光光束通过第三偏振分光棱镜(18)合束，再经过第二半波片(19)，通过第四偏振分光棱镜(20)进行偏振分光，水平偏振的合成光束经第一孔径光阑(21)由第一光电探测器(23)进行外差接收，垂直偏振的合成光束经第二孔径光阑(22)由第二光电探测器(24)进行外差接收；

所述的主望远镜物镜(12)和主望远镜目镜(11)组成用于激光发射和接收的天线主望远镜，主望远镜物镜(12)的焦距为f₁，主望远镜目镜(11)的焦距为f₂，所述的主望远镜目镜(11)的后焦面和主望远镜物镜(12)的前焦面重合，主望远镜的放大倍数为M₁＝f₁/f₂，所述的主望远镜的出入瞳面(13)位于主望远镜物镜(12)的外焦面上，所述的主望远镜目镜(11)的外焦面为主望远镜的入出瞳面，所述的主望远镜的出入瞳面(13)与主望远镜的入出瞳面相互成像；

所述的次望远镜目镜(6)和次望远镜物镜(7)构成次望远镜，次望远镜物镜(7)的焦距为f₃，次望远镜目镜(6)的焦距为f₄，次望远镜物镜的出瞳面与主望远镜的入出瞳面重合，所述的次望远镜物镜(7)具有次望远镜物镜偏离量(8)，该次望远镜物镜偏离量为次望远镜物镜(7)偏移次望远镜不离焦状态下次望远镜物镜所在位置的距离；

所述的第一接收转像透镜(15)和第二接收转像透镜(17)组成一个接收4f转 像望远镜，第一接收转像透镜(15)和第二接收转像透镜(17)的焦距为f₅，第一接收转像透镜(15)的入瞳面与主望远镜的入出瞳面重合，该接收4f转像望远镜具有接收离焦量(16)。

2.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜均设定为水平偏振光束通过，而垂直偏振光束反射。

3.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第一四分之一波片(4)的角度设置使得从第一偏振分光棱镜(3)反射出的本机振荡激光光束从第一反射镜(5)返回到第一偏振分光棱镜(3)上的偏振旋转了90°而能够直接通过该第一偏振分光棱镜(3)。

4.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第二四分之一波片(10)的角度设置，使得透过第二偏振分光棱镜(9)的发射激光光束经过主望远镜发射，目标反射的回波由主望远镜接收的光束返回到第二偏振分光棱镜(9)上的偏振旋转了90°而能够被第二偏振分光棱镜(9)反射。

5.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的次望远镜物镜偏离量(8)Δl₁为：

或Δl₁＝0，

式中：z为合成孔径激光成像雷达到目标的距离，R为发射激光光束波面在距离z处的曲率半径，f₁为主望远镜物镜(12)的焦距，f₂为主望远镜目镜(11)的焦距，f₃为次望远镜物镜(7)的焦距。