直视合成孔径激光成像雷达内发射场波前像差对成像的影响

发布时间：2018-07-22 19:26

【摘要】：直视合成孔径激光成像雷达采用内发射场直接波面变换平动扫描发射,通过自差接收实现高分辨率成像。由于远场目标位置的光场分布取决于内发射光场,因此内发射场的波前像差会对激光雷达图像质量产生影响。采用Zernike多项式描述波前像差,对初级像差造成直视合成孔径激光成像雷达的成像影响进行了研究,理论分析和仿真结果表明:离焦、象散、彗差和球差对成像的影响最为严重,像差越大,其对成像分辨率的影响也越大。当像差的均方根值小于0.05λ时,对成像分辨率的影响很小,当像差的均方根值为0.25λ时,其象散和彗差引起成像分辨率近似增大到原来的3倍。彗差和球差还造成不同目标位置的成像分辨率不同,离中心位置越远,成像分辨率增加越快。
[Abstract]:Direct-viewing synthetic aperture laser imaging radar uses direct wavefront transform and translational scanning in the internal emission field to realize high resolution imaging by self-differential reception. Because the field distribution of the far-field target depends on the internal emission field, the wavefront aberration of the internal emitter field will affect the image quality of the lidar. Zernike polynomials are used to describe wavefront aberrations. The effects of primary aberrations on the imaging of direct looking synthetic aperture laser imaging radar are studied. The theoretical analysis and simulation results show that defocusing, astigmatism, coma and spherical aberration have the most serious effects on imaging. The larger the aberration, the greater the influence on imaging resolution. When the root mean square value of aberration is less than 0.05 位, it has little effect on the imaging resolution. When the root mean square value of aberration is 0.25 位, the imaging resolution of the aberration and coma increases approximately to three times that of the original one. Coma and spherical aberration also result in different imaging resolution of different target positions, the farther away from the center, the faster the imaging resolution increases.
【作者单位】： 中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61275110,61377004,61108069)
【分类号】：TN958.98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 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年06期

2 刘立人;;合成孔径激光成像雷达(Ⅳ):统一工作模式和二维数据收集方程[J];光学学报;2009年01期

3 周煜;许楠;栾竹;闫爱民;王利娟;孙建锋;刘立人;;尺度缩小合成孔径激光雷达的二维成像实验[J];光学学报;2009年07期

4 刘立人;周煜;职亚楠;孙建锋;吴亚鹏;栾竹;闫爱民;王利娟;戴恩文;鲁伟;;大口径合成孔径激光成像雷达演示样机及其实验室验证[J];光学学报;2011年09期

5 刘立人;;基于散斑抑制的合成孔径激光成像雷达的结构和工作模式[J];光学学报;2011年10期

6 刘立人;;直视合成孔径激光成像雷达原理[J];光学学报;2012年09期

7 刘立人;;合成孔径激光成像雷达的二维傅里叶变换成像算法[J];光学学报;2014年01期

8 吴谨;杨兆省;赵志龙;李斐斐;王东蕾;唐永新;苏园园;梁娜;;单程远场衍射合成孔径激光雷达成像实验室演示[J];红外与毫米波学报;2013年06期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王恩宏;胡以华;李磊;蔡晓春;;合成孔径激光雷达自适应成像技术[J];电光与控制;2010年11期

2 许楠;刘立人;鲁伟;;合成孔径激光成像雷达距离向等延时的信号处理结构和算法[J];电子学报;2010年06期

3 吕旭光;闫飞;郝士琦;;大气散射对合成孔径激光雷达回波信噪比的影响[J];光电技术应用;2011年01期

4 易鹏;赵尚弘;;分布式卫星合成孔径激光雷达[J];光通信技术;2010年11期

5 周煜;孙建锋;栾竹;刘立人;;尺度缩小合成孔径激光成像雷达的孔径合成实验[J];光学学报;2008年12期

6 刘立人;;合成孔径激光成像雷达(Ⅳ):统一工作模式和二维数据收集方程[J];光学学报;2009年01期

7 许楠;鲁伟;刘立人;;合成孔径激光成像雷达中非线性啁啾逐一扫描滤波校正算法的仿真与分析[J];光学学报;2009年01期

8 周煜;许楠;栾竹;孙建锋;刘立人;;实验室合成孔径激光雷达点目标二维成像实验[J];光学学报;2009年02期

9 华志励;李洪平;;一种机载合成孔径激光雷达相位误差补偿方法[J];光学学报;2009年05期

10 刘立人;;合成孔径激光成像雷达(V):成像分辨率和天线孔径函数[J];光学学报;2009年05期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 臧博;邢孟道;唐禹;郭亮;;激光成像雷达新体制和新方法研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集（上册）[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 来志;合成孔径激光雷达系统调频激光器技术研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 华志励;大气湍流背景下合成孔径激光雷达成像算法研究[D];中国海洋大学;2010年

3 郭亮;合成孔径成像激光雷达实验与算法研究[D];西安电子科技大学;2009年

4 李明;内窥超声合成孔径成像技术的研究[D];天津大学;2012年

5 武颖丽;粗糙目标激光散斑统计特性及其微运动检测[D];西安电子科技大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 弋宁;合成孔径激光雷达成像仿真实验研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 张玮;合成孔径激光雷达信号频率非线性研究[D];西安电子科技大学;2012年

3 罗成虎;大气湍流激光传输特性及对SAL影响研究[D];西安电子科技大学;2012年

4 李甜田;目标粗糙表面对回波外差探测的影响[D];西安电子科技大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 彭仁军,吴健,杨春平,陈长庚;用干涉法实现光学合成孔径技术[J];光学学报;2002年03期

2 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年05期

3 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年06期

4 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年07期

5 周煜;孙建锋;栾竹;刘立人;;尺度缩小合成孔径激光成像雷达的孔径合成实验[J];光学学报;2008年12期

6 刘立人;;合成孔径激光成像雷达(Ⅳ):统一工作模式和二维数据收集方程[J];光学学报;2009年01期

7 许楠;鲁伟;刘立人;;合成孔径激光成像雷达中非线性啁啾逐一扫描滤波校正算法的仿真与分析[J];光学学报;2009年01期

8 周煜;许楠;栾竹;孙建锋;刘立人;;实验室合成孔径激光雷达点目标二维成像实验[J];光学学报;2009年02期

9 刘立人;;合成孔径激光成像雷达(V):成像分辨率和天线孔径函数[J];光学学报;2009年05期

10 周煜;许楠;栾竹;闫爱民;王利娟;孙建锋;刘立人;;尺度缩小合成孔径激光雷达的二维成像实验[J];光学学报;2009年07期

，

本文编号：2138326