强度编码合成孔径激光雷达原理与实验

合成孔径激光雷达是合成孔径技术在激光相干探测雷达领域的推广,相比传统合成孔径雷达具有更高的分辨率。由于传统线性调频模式受制于调频速率和非线性等因素,无法应用于高速运动平台。从合成孔径激光雷达原理出发,结合光通信调制手段,详细推导了强度编码合成孔径激光雷达编码压缩原理公式,并仿真验证了M序列应用于强度编码的压缩性能。通过对模糊函数推导与仿真,证明强度编码信号不存在多值性模糊和互耦合误差。搭建了基于光纤的强度编码距离向分辨率验证实验系统,选取长度1 023、码元宽度5 ns的M序列进行强度编码调制,利用2 000 m延时光纤进行了距离向验证。在考虑载波光幅值抖动的情况下,得到了0.787 5 m的距离向分辨率,精度误差5%。该文从理论与实验两方面证明强度编码合成孔径激光雷达的可行性,为工程实现提供了一定实践支撑。     

无人机载小型多光谱成像仪的设计

多光谱成像仪足一种有效的对地观测工具,航空机载多光谱成像仪在遥感领域得到广泛的应用。介绍一种新的小型多光谱成像仪的设计,以小型化、轻量化研究为特点,使其与小型无人飞机精密结合,成为一种灵活机动的海洋监测工具,将在海洋污染、赤潮发现、原油泄漏等重大事件临测上发挥作用。     

机载激光雷达均匀扫描的实现方法

机载激光雷达多采用单束激光,通过扫描的方式完成对目标的探测.通常,由于扫描机构的缺陷,激光脚印在地面上的分布是不均匀的,而均匀扫描方式可提高激光雷达图像反演的质量,但在实现上存在一定的难度.首先从理论上分析了实现均匀扫描应满足的关系式,进而给出了一种工程实现的方法.电机输入曲线以理论推导的关系式为基础,在扫描视场边缘,通过曲线拟合,对理论曲线进行平滑,降低扫描输入曲线中的高次谐波分量.在测得振镜幅频特性曲线的基础上,利用迭代算法得出曲线拟合过程中的参数.与其他方法相比,该方法可以根据给定的扫描频率和视场角,自动计算出最佳电机输入曲线,从而在工程应用中,能够灵活地改变扫描参数.模拟实验结果表明,应用该方法扫描,激光点分布均匀,线性度良好.     

收发共光路单模光纤耦合光学系统研究

目标散射光至单模光纤的高效耦合是光纤相干探测激光雷达系统研制的关键技术。为获得尽可能高的单模光纤耦合效率,首先分析了Zernike初级像差对单模光纤耦合效率的影响,在此基础上针对收发共光路单模光纤耦合光学系统在真空中使用的需求设计了带有真空补偿镜的耦合光学系统,实测耦合效率为55.9%。最后对耦合系统在不同温度下的耦合效率进行了测试,在(20.4±2)℃的温度范围内耦合效率最低为45.7%,并通过基于角锥棱镜的焦面位置等效验证方案验证了真空状态下的耦合效率与地面测试状态下的耦合效率一致。