[发明专利]同偏振电光扫描直视合成孔径激光成像雷达发射系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光雷达，特别是一种同偏振电光扫描直视合成孔径激光成像雷达发射系统。通过晶体的电光效应在交轨向进行同偏振态线性的电光扫描，产生交轨向目标点横向位置的线性项相位调制，通过柱面镜在顺轨向进行相位调制，产生顺轨向目标点纵向位置为中心的二次项相位历程，最终获得的偏振正交的抛物等位相差波面是用以实现雷达二维平面目标成像的关键技术。

背景技术

合成孔径激光成像雷达的原理取之于射频领域的合成孔径雷达原理，是能够在远距离得到厘米量级成像分辨率的唯一的光学成像观察手段。传统的合成孔径激光成像雷达都是在侧视的条件下进行光波发射和数据接收，采用光学外差接收，受大气扰动、运动平台振动、目标散斑和激光雷达系统本身相位变化等影响很大，还要求拍频信号的初始相位严格同步并且需要长距离延时来控制相位的变化，在实际的应用中是很困难的。而且传统的合成孔径激光成像雷达中激光发射光源频率的线性调制大都采用机械调制，其调制速度受到限制。

在先技术[1]（直视合成孔径激光成像雷达原理，光学学报，Vol.32,0928002-1～8,2012）和先技术[2](刘立人，直视合成孔径激光成像雷达，公开号：CN102435996)所述的直视合成孔径激光成像雷达，采用波前变换原理对目标投射两个同轴同心且偏振正交的光束并且进行自差接收，在交轨向进行空间线性相位调制分辨成像，在顺轨向进行二次相位历程匹配滤波成像。其中，雷达搭载平台的运动方向为顺轨方向，顺轨的正交方向为交轨方向。

在先技术[1]和[2]所述的直视合成孔径激光成像雷达，具有能够自动消除大气、运动平台、光雷达系统和散斑产生的相位变化和干扰，允许使用低质量的接收光学系统，不需要光学延时线，无需进行实时拍频信号相位同步，成像无阴影，可以使用各种具有单模和单频性质的激光器，同时采用空间光桥接器实现相位的复数解调，电子设备简单等特点。但是该直视合成孔径激光成像雷达提出的发射系统方案是采用两个光束偏转器对两光束进行对向扫描使得内发射场的光场分布为空间相位二次项形式，这时只有要求保持精确同步才能获得交轨向的线性相位调制，要使两光束对向扫描的精确同步是比较困难和复杂的，同时，其光束偏转器一般采用机械偏转扫描，响应速度慢，转动惯量大，不利于机载等高速搭载平台上的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述先技术在发射系统中存在的不足，提出一种同偏振电光扫描直视合成孔径激光成像雷达发射系统，该发射系统采用对称结构，使得两光束经过电光晶体的偏振态一致，然后通过晶体电光扫描器对交轨向相位进行调制，通过柱面镜对顺轨向波面相位进行调制，就能直接在快时间轴上产生与目标交轨向位置有关的空间线性相位项调制，在慢时间轴上产生目标顺轨向的空间二次项相位历程。

本发明的技术解决方案如下：

一种同偏振电光扫描直视合成孔径激光成像雷达发射系统，其构成包括激光器、半波片、孔径光阑、第一偏振分束器、第一1/4波片、第一反射镜、第一电光扫描器、第一柱面镜、第二反射镜、第三反射镜、第二电光扫描器、第二柱面镜、第二偏振分束器、第二1/4波片、第四反射镜、发射望远镜主镜，此外还有高压电源和信号发生器；所述的第一电光扫描器出射面紧靠第一柱面镜，所述的第二电光扫描器出射面紧靠第二柱面镜，所述的第一柱面镜和第二柱面镜均位于发射望远镜主镜的前焦面，所述的高压电源连接第一电光扫描器和第二电光扫描器，并由信号发生器产生线性脉冲信号用以控制高压电源产生线性变化的电压，所述的第一电光扫描器和第二电光扫描器扫描的方向符号相反，所述的第一电光扫描器和第二电光扫描器扫描方向为交轨向，第一柱面镜和第二柱面镜的调制波面为顺轨向。上述部件的位置关系如下：