相控阵激光雷达遥感

相控阵激光雷达是通过一组激光束的相位分别进行控制和波束合成,实现无机械扫描的一种体制. 通过调节从各个相控单元（移相器）辐射出的光波之间的相位关系，使其在设定方向上彼此同相，产生相互加强的干涉，干涉的结果是在该方向上产生一束高强度光束，而在其他方向上从各相控单元射出的光波都不满足彼此同相的条件，干涉的结果彼此相抵消。因此，辐射强度接近零。组成相控单元在计算机的控制下，可使一束或多束高强度光束的指向按设计的程序实现随机空域扫描。

美国自20世纪70年代初开始研究激光相控阵技术并首次用钽酸锂晶体制成移相器阵列(46元),实现一维相控阵以来,并制成以液晶为基础的二维光学相控阵样机,阵面4cm×4cm,包括1536个移相器单元.存在的技术难题主要是制造工艺不成熟、光束偏转范围还比较小(几度)、控制效率低(10%).但人们希望, 相控阵技术的突破将对高性能激光雷达乃至光电传感器系统产生革命性影响

7.2合成孔径雷达成像系统，一般激光发射源与接收装置同在一个运动平台上。在平台的运动工程中，在某个位置用小孔径天线发射光束对目标进行照射，并对目标回波信号进行采样，探测器接收来自目标的散射光的强度和相位信息，完毕后移动到下一个位置在进行同样的探测，如此进行下去直到平台移动整个合成孔径长度，得到一组回波数据。通过对回波进行综合数据处理，可以得到高分辨率目标图像。相位信息一般采用外差探测。回波信号有一定的时间延时，相对于参考光有一个附加相位，附加相位包含了距离信息，在探测器上参考波和回波混频得到一个输出拍频脉冲电流，如果在合成孔径长度内发射M个激光脉冲，实际探测器输出M个拍频电流，每个拍频与距离单元相对应。对这些采样数据进行离散傅立叶变换并进行相应的数据处理，便可得到目标区域的高分辨率图像。国际上从事这项研究的机构有：Naval research laboratory和Lincoln laboratory以及communications research laboratory，合成孔径雷达目前还不够成熟，工程上还需要在以下技术上继续努力：

（1）性能优良的激光器，尤其重要的是它的时间相干性要求很高(激光输出频谱很纯)。

（2）运载平台的高稳定性，合成孔径雷达采用外差探测，微小的位置偏差或振动造成严重的相位差。

（3）激光发射系统的设计，如何控制光束指向，在扫描模式上合成孔径雷达怎样快速改变光束方向。

(4)更有效的成像算法，对各种由系统不稳定性带来的误差进行补偿。

抗干扰技术，如何减小散斑噪声，如何减小大气对光波相干性的干扰。

美国自20世纪80年代开展了激光合成孔径雷达概念，并进行了原理试验。试验研究采用重复频率100Hz的TEA CO₂相干脉冲激光器，脉宽为150ns，峰值功率为100kw，以单模工作，而且频率可调。广西善图科技有限公司