[发明专利]宽带综合孔径上变频成像系统

权利要求书

1.一种可工作在微波、毫米波和亚毫米波波段的高空间分辨率宽带被动综合孔径上变频成像系统，其特征是：所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统包括有N个子天线构成的天线阵列和相应的外差接收阵列组成的天线和外差接收阵列子系统、上变频电光调制子系统、光纤传输与相位保持子系统，由光纤阵列和光学元件组成的光学成像子系统，以及由光子晶体和扫频激光器组成的宽带成像子系统；所述各子系统协调工作，接收阵列子系统接收来自目标的辐射和散射的宽带信号，经上变频电光调制子系统将目标信息加载到光波上，该光波通过光纤传输与相位保持子系统形成光纤缩比阵列，经光学成像子系统将宽带图像成像在光子晶体上，对光子晶体进行光谱烧孔，最终宽带成像子系统将前述目标的宽带图像以扫描的方式输出到第二近红外CCD相机。

2.根据权利要求1所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述天线阵列是由多个接收天线在满足冗余基线校正(RSC)要求的同时，按照最佳空间频率覆盖和最小冗余采样、并结合载体平台形状和尺寸，经优化计算得到天线位置的阵列系统。

3.根据权利要求1所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述上变频电光调制子系统由窄线宽DFB激光器，1×N光纤耦合器，电光调制器和射频适配器组成；其特征为：窄线宽DFB激光器输出光束经1×N光纤耦合器分束后，传输至电光调制器，所述宽带信号经射频适配器耦合到电光调制器，并对通过该电光调制器的光束调制。

4.根据权利要求3所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述窄线宽DFB激光器，为工作在波长约为1550nm或1310nm的连续波DFB激光器，输出为保偏光，且其-40dB线宽低于50GHz。

5.根据权利要求3所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述的电光调制器为相位调制器，其最高工作频率必须大于输入射频信号频率，且工作带宽须满足调制射频信号的带宽要求。

6.根据权利要求1所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述光学成像子系统，由光纤阵列，光纤准直器阵列，傅里叶变换透镜和滤波分光棱镜组成；其特征为：光纤阵列相对所述天线阵列等比缩小，光纤阵列的光束经光纤准直器阵列准直后进入傅里叶变换透镜，其输出光束被滤波分光棱镜分为两路，最终在傅里叶变换透镜焦平面上成像。

7.根据权利要求6所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述的光纤传输与相位保持子系统，由π/2相移衍射光栅，第一近红外CCD相机，信号处理器和光纤相位延迟器组成；其特征为：π/2相移衍射光栅置于所述光纤准直器阵列与傅里叶变换透镜之间，第一近红外CCD相机置于所述滤波分光棱镜后带有调制载波的一路的焦平面上，运用冗余基线校正(RSC)并经信号处理器计算分析第一近红外CCD相机的成像信息，可得到系统中各个通道所需的相位延迟量，通过光纤相位延迟器实现相位保持。

8.根据权利要求6所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述宽带成像子系统，由光子晶体，线形调频信号源，扫频激光器，扩束准直透镜，可变焦镜头，第二近红外CCD相机组成；其特征为：光子晶体置于所述滤波分光棱镜后带有调制边带光束的焦平面上，该晶体被光谱烧孔并记录目标的宽带全息图像；线形调频信号源对扫频激光器进行调制后输出后，经扩束准直透镜后进入光子晶体，利用光子晶体的光谱烧孔特性，随着光束变化，该光束可读取晶体中所存储的对应窄带频率图像；同时线形调频信号根据光束频率调谐可变焦镜头，使得第二近红外CCD相机一直处于焦平面位置，经一个线形调频信号周期内的成像叠加与融合，最终得到一幅目标的宽带图像。

9.根据权利要求8所述的宽带被动综合孔径上变频成像系统，所述光子晶体为Er⁺³:YSO，其特征为：光子晶体是一种在1550nm波段或1310nm波段一定范围内具有短时间光谱烧孔特性的晶体；电光调制后，边带光束中携带的目标宽带图像信号对光子晶体进行烧孔，从而图像信息被存储在光子晶体中。