【摘要】：合成孔徑激光雷達是一項新興技術,其在距離向和方位向的分辨率均與作用距離無關,在遙感領域具有非常大的潛力�，F階段的實驗研究均采用線性調頻方式,調頻速率和線性度均限制了其應用于快速運動平臺。對于相位編碼合成孔徑激光雷達的研究較少,存在很多技術難點需要進一步突破。論文圍繞基于相位編碼調制合成孔徑激光雷達的關鍵技術展開了研究,其主要研究內容為:1)就國內外合成孔徑激光雷達發(fā)展現狀進行了介紹,簡要介紹了合成孔徑原理,同時對光電子技術發(fā)展情況進行了梳理;2)對合成孔徑激光雷達典型技術手段原理進行了闡述,分析了線性調頻技術特性及其局限性,提出相位編碼調制方式,并在理論實驗上進行了驗證;3)分析了相位編碼合成孔徑激光雷達系統參數,對其中關鍵技術進行梳理,進行了關鍵組部件技術攻關,;4)針對不同目標運動形式進行了實驗驗證,包括平動目標和非合作目標等復雜運動形式,分別對兩種運動形式下成像特點進行了總結歸納,提供了實驗參考;5)針對不同目標表面的反射特性進行了研究,就其中的退相干特性進行了實驗研究,同時考慮目標反射回波缺失和低信噪比等問題,提出壓縮感知在相位編碼合成孔徑激光雷達方位向應用的處理流程。本論文的創(chuàng)新點主要體現在以下幾個方面:1.首次系統性地分析相位編碼合成孔徑激光雷達中各項關鍵技術,詳細分析了系統中重要指標;對其中的寬帶信號調制、高重頻光開關、自由空間正交解調、高速光電轉換等關鍵組部件進行了技術攻關,為系統實現提供了硬件支持。2.首次完整地分析了相位編碼合成孔徑激光雷達針對不同運動形式和不同目標特性的成像能力,為相位編碼合成孔徑激光雷達不同應用場合提供了參考;針對應用場合下,回波缺失和低信噪比等情況,提出了壓縮感知與相位編碼合成孔徑激光雷達方位向處理結合的成像算法,有效增強了系統的實用性。
[Abstract]:Synthetic Aperture Lidar (SAR) is a new technology whose resolution in range direction and azimuth direction is independent of range and has great potential in remote sensing field. At present, the experimental research adopts the linear frequency modulation mode, which limits its application to the fast moving platform. There are few researches on phase coded synthetic aperture lidar, and many technical difficulties need further breakthrough. In this paper, the key technology of phase-coded modulation synthetic aperture lidar (SAR) is studied. The main research content is: (1) the development status of synthetic Aperture Lidar at home and abroad is introduced, and the principle of synthetic Aperture is briefly introduced. At the same time, the development of photoelectron technology is reviewed. The principle of typical synthetic aperture lidar (SAR) technology is expounded, the characteristics and limitations of LFM technology are analyzed, and the phase-coded modulation method is proposed. The system parameters of phase-coded synthetic aperture lidar are analyzed, the key technologies are combed, and the key component technology is studied. In this paper, the imaging characteristics of the two kinds of moving objects are summarized and summarized respectively, which includes the translational target and the non-cooperative target. 5) the reflection characteristics of different target surfaces are studied. In this paper, the decoherence characteristics are studied experimentally, and the problems of missing reflection echo and low signal-to-noise ratio (SNR) are considered, and the processing flow of phase coded SAR azimuth direction is proposed. The innovation of this paper is mainly reflected in the following aspects: 1. The key technologies of phase-coded synthetic aperture lidar are analyzed systematically for the first time, and the important indexes in the system are analyzed in detail, including broadband signal modulation, high repetition frequency optical switch, free space quadrature demodulation, and so on. The key components, such as high speed photoelectric conversion, are used to solve the technical problems, which provide hardware support for the system. 2. 2. For the first time, the imaging ability of phase-coded synthetic aperture lidar for different moving forms and different target characteristics is analyzed, which provides a reference for different applications of phase-coded synthetic aperture lidar. In the case of missing echo and low signal-to-noise ratio (SNR), an imaging algorithm combining compression sensing and phase coded SAR azimuth processing is proposed, which effectively enhances the practicability of the system.
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海技術物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN958.98

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本文編號：2186123