李道京 胡 烜

①(中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室 北京 100190)

②(中国科学院大学 北京 100049)

1 引言

2011年美国洛克希德-马丁公司报道了机载合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,SAL)演示样机的飞行试验情况，对距离1.6 km的地面目标(洛马公司徽标)实现了幅宽1 m，分辨率优于3.3 cm的成像结果[1]，随后合成孔径激光雷达即成为国内外研究热点[2–4]。

2017年，中科院电子所和上光所分别报道了机载侧视SAL[5]和直视SAL[6]飞行成像试验情况，获得了地面高反射率合作目标的成像结果。电子所在飞行试验中采用了稳定平台，在成像处理中使用了子孔径自聚焦方法；上光所设计了同轴偏振正交的发射信号，并对回波作干涉处理对消振动。这些研究工作，推动了国内SAL的技术发展。与此同时，我国量子卫星天地相干激光通信的实现，继多普勒测风雷达之后，在信号调制解调、信噪比和相位锁定方面再次验证了相干探测体制的优势。

目前，基于相干探测体制的SAL研究工作已得到广泛关注，但研究工作主要集中在原理和部分关键技术验证方面，针对实际应用需求的远距离高分辨率大功率口径积SAL系统分析工作不多。本文对合成孔径激光雷达光学系统和作用距离进行了分析，给出了一个机载SAL系统参数和工作模式，以期为其实际应用奠定基础。

2 光学系统

2.1 特点

与传统光学系统图像概念不同，SAL获取的图像在斜距-多普勒频率两维。需要宽的接收视场，但不要求具有高的空间角分辨率，具备采用一个或少量光电探测器实现激光雷达宽视场接收的使用条件，在原理上可用“非成像光学系统”[7]，也可工作在“曲面波”状态[3]。……