论文摘要
激光合成孔径雷达将孔径合成技术应用于光学波段。它利用了其波长短,带宽大的优势,能够得到比传统合成孔径雷达更高的分辨率,是雷达成像领域未来发展的重要方向,具有广阔的应用前景。本文针对激光合成孔径雷达成像过程中所面临的重点问题开展研究,为激光信号发射、接收、传播、处理四个方面存在的问题提供新的解决思路和处理方法。论文的主要工作与创新点如下:第二章建立了考虑线宽的激光器输出的线性调频信号模型,分析了激光线宽对合成孔径成像的影响,通过成像仿真实验说明激光线宽会引起激光合成孔径雷达成像的距离向分辨率下降。本章分析了波长线性调制的激光信号对成像的影响,说明了激光信号调频非线性会降低距离向分辨率。利用相移公式,设置参考通道,提出了逐点补偿方法对相位误差进行补偿,弥补调频非线性带来的影响。通过仿真实验验证了该补偿方法的有效性。第三章研究了激光合成孔径信号接收技术。激光信号频率高,带宽大,很难采用直接探测方式接收激光信号。本章根据激光合成孔径信号特点分析了激光信号光外差接收的条件。通过仿真实验说明采用光外差接收方式时必须严格保证信号光与本振光之间相互平行。当信号光与本振光之间相互平行时,可以忽略入射光与光电探测器表面不垂直带来的影响。第四章研究了大气湍流对激光传播以及激光合成孔径成像的影响。大气湍流对激光传播的影响形式复杂,可简化为大气相位屏模型来进行分析。论文采用结构函数法生成相位屏模型,使用相位梯度自聚焦(PGA)算法补偿激光信号在大气传播中受到的影响。仿真实验验证了PGA算法补偿大气传播影响的有效性。第五章根据激光合成孔径雷达信号波长线性调制的特点,研究了适合条带模式激光合成孔径雷达的成像算法,提出了改进的二维BP算法。该算法利用相移公式构造信号回波相位,实现精确的激光合成孔径成像。其特点是直接对回波进行成像处理,减免了成像前非线性处理的步骤。通过激光合成孔径雷达二维成像仿真实验,验证了该算法能够直接对激光回波信号进行高分辨成像。论文对激光信号特点在合成孔径成像中所产生影响的研究,可以解决将光波段信号用于合成孔径成像所遇到的主要问题,为激光合成孔径雷达系统的设计与应用起到一定的推动作用。
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标签：激光合成孔径雷达论文; 激光线宽论文; 调频非线性论文; 光外差接收论文; 大气湍流论文;