机载合成孔径激光雷达聚束模式成像算法研究

"该文介绍了一种针对机载合成孔径成像激光雷达(SALR)的聚束模式成像算法。SALR是高分辨率、光学效果接近的主动成像系统，它利用调频连续波(FMCW)信号模型进行工作。文中详细探讨了在连续波系统中，聚束模式下的频率变标算法，该算法适用于机载SALR系统。同时，通过傅里叶变换模拟大气湍流，分析了Fried参量与合成孔径长度的关系。仿真结果显示，方位预处理能消除图像重影，补偿多普勒频移项则可以减少能量损失并改善图像清晰度。在考虑大气影响的情况下，适当选择合成孔径长度可确保图像在方位向上的良好聚焦。该研究得到了国家863计划的资助，主要研究人员在雷达、激光雷达成像等领域有深入研究。" 本文重点讨论了合成孔径成像激光雷达的技术细节和优化方法。合成孔径雷达(SAR)是利用雷达原理获取高分辨率图像的技术，而SALR是其激光版本，具有更高分辨率和更佳的图像质量。文章首先介绍了调频连续波(FMCW)的信号模型，这是SALR系统中的基础信号类型，通过改变频率来获取距离信息。在连续波系统中，聚束模式可以提高成像效率，文章推导了一种适用于机载SALR的频率变标算法。 为了模拟实际环境的影响，如大气湍流，作者运用傅里叶变换来处理符合von Karman谱的随机相位屏，这有助于理解大气条件对成像质量的干扰。Fried参量是衡量大气湍流强度的重要参数，文章分析了它与合成孔径长度的关系，这对调整系统参数以优化成像性能至关重要。 仿真结果表明，采用方位预处理可以有效地去除图像的重影问题，这是由于雷达系统中多普勒效应造成的。此外，补偿多普勒频移项能够减少8.6至9.3 dB的能量损失，显著提升图像的对比度和聚焦程度。在大气条件下，合成孔径长度的选取小于Fried参量时，可以实现图像在方位向的良好聚焦，从而提高图像质量。 这项研究不仅提供了理论上的算法，还给出了具体的实践应用建议，对于机载合成孔径成像激光雷达系统的设计和优化具有重要的参考价值。研究者通过863计划获得了资金支持，他们的工作将推动雷达技术和成像算法的进一步发展。