李道京 朱 宇 胡 烜 于海锋 周 凯 张润宁 刘 磊

①(中国科学院空天信息创新研究院微波成像技术重点实验室 北京 100190)

②(中国空间技术研究院总体设计部 北京 100094)

③(中国科学院大学 北京 100049)

1 引言

近年来衍射光学系统得到了快速发展[1,2]，衍射器件(如二元光学器件和膜基透镜)相当于微波天线的固定移相器，微波相控阵天线成熟的理论和方法应可用于其性能分析[3]。

衍射光学系统可用于激光雷达[4]，激光SAR和激光通信具有单色且波长较长的特点，特别适合采用非成像衍射光学系统[3,5]，通过衍射器件实现信号波前控制，减小焦距并有利于系统的轻量化。基于衍射光学系统，研究激光SAR和激光通信技术具有重要的理论意义和应用价值。

本文给出了衍射光学系统的相控阵解释，介绍了基于衍射光学系统已开展的机载激光SAR和星载激光SAR研究工作，提出了艇载1 m衍射口径激光通信和干涉定位系统概念并分析了其性能，同时探讨了图像频域稀疏采样激光成像问题。

2 衍射光学系统的相控阵解释

衍射光学系统中的衍射器件相当于移相器，等效在阵列空间上插入波程差对应的移相量的共轭值，将接收的平面波转为同相球面波在焦点处实现聚焦。

根据相控阵原理，相控阵引入的移相量可以2π为模进行折叠，且可对0～2π的相位进行量化处理，移相器的量化位数将影响天线方向图的远区副瓣和积分旁瓣比等参数。

对衍射光学系统，二元光学器件台阶宽度和相控阵辐射单元间距对应，其台阶数和移相器的量化位数相对应。……