透镜阵列探测器在大视场合成孔径激光成像雷达的优势分析

"大视场接收合成孔径激光成像雷达探测能力分析" 本文主要探讨了合成孔径激光成像雷达（SAR）在外差接收结构中的探测性能，特别是针对传统接收系统的视场角（Field of View, FOV）与有效孔径面积之间的反相关关系。传统的接收天线设计中，这两者往往难以兼得，提高一个通常会导致另一个的恶化，进而影响最终的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）。 文章首先分析了三种典型的外差接收结构：望远镜接收、透镜接收和望远镜自差接收。望远镜接收结构具有较大的有效孔径，但其FOV相对较小；而透镜接收结构能够扩大FOV，但无法显著提升SNR。在望远镜自差接收结构中，尽管可以改善某些特性，但依然存在视场和孔径之间的权衡问题。 作者进一步提出，采用透镜和N个阵列探测器的接收结构能够同时解决FOV和SNR的问题。这种结构可以提供更大的接收视场，同时由于信号被多个探测器分担，发射功率可以降低到原来的1/N，而SNR则可以提高N倍。这种设计相比传统的接收结构具有显著的探测优势，尤其是在视场和孔径尺寸上。 实验结果证实了这种新结构与Siegman光学外差接收天线理论的一致性，证明了其在提高探测能力和扩展视场方面的有效性。此外，这些研究成果不仅适用于激光雷达系统，也为其他光子极限外差探测系统的参数选择提供了理论支持和实践指导。 这篇研究深入研究了合成孔径激光雷达的接收技术，特别是在大视场条件下如何优化系统性能，通过创新的接收结构设计，实现了FOV和SNR的双重提升，对于提升雷达系统在各种复杂环境下的探测和成像能力具有重要意义。