红外与激光工程
2021, 50(2): 20200144
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
3 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071
合成孔径激光雷达(SAL)是合成孔径与激光雷达的结合体。由于SAL的工作波长较短,可以在短时间内实现高分辨率成像,近年来发展较快。但短波长也会带来其他问题,对于机载SAL,其波长比载机振动幅度小1~2个数量级,所以载机的振动会给回波带来较大的相位误差,传统的惯导系统很难达到激光波长级的定位精度,需要进行基于数据的自聚焦才能实现SAL成像。针对这一问题,提出一种利用最小熵自聚焦(MEA)和deramp结合的全孔径成像算法,并利用该算法对SAL实测数据进行了成像处理,成像结果证明了该算法的有效性。
遥感 合成孔径激光雷达 全孔径成像 最小熵自聚焦 相位补偿
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
3 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071
针对机载合成孔径激光雷达实测数据成像中旁瓣较高的问题, 提出一种新旁瓣抑制算法。压缩感知理论表明, 稀疏信号恢复重构过程的同时, 信号旁瓣会被压低, 但合成孔径激光雷达图像不是稀疏的。针对这一问题, 提出了一种基于改进SVA(Spatially Variant Apodization)和压缩感知重构SAL图像的旁瓣抑制算法。首先, 利用改进SVA算法将SAL图像变稀疏, 然后再利用压缩感知算法对稀疏图像进行恢复。分别对SAL仿真数据和实际高旁瓣SAL复图像进行抑制旁瓣处理。仿真结果表明: 该算法能够在保证主瓣不被展宽的前提下有效抑制SAL旁瓣。
合成孔径激光雷达 改进切趾滤波算法 压缩感知 稀疏 旁瓣抑制 SAL modified SVA compressed sensing sparse sidelobe-suppression 红外与激光工程
2018, 47(12): 1230005
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
提出一种利用532 nm 波长激光作为光源，通过后向散射荧光光谱图，识别石油和润滑油的方法。对光谱图进行分析，发现主激光散射强度和荧光强度的比例与油品的种类和入射角有明显的依赖关系。为了强化油品种类特征，分别将45°和60°照射的光谱数据融合在一个二维谱图中，并根据应用需求确定出判别区域。实验结果显示，这种方法用于鉴别润滑油和石油，正确鉴别的概率高达92%，是一种具有很好应用价值的鉴别方法。
光谱学 油品种类鉴别 激光诱导荧光探测 石油和润滑油 后向散射荧光光谱 中国激光
2015, 42(10): 1015001
1 电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室 安徽 合肥 230037
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院 陕西 西安 710071
合成孔径激光雷达系统中光源的参数对整个系统设计乃至后期信号处理算法研究是十分重要的。在使用全光纤激光器作为系统光源时，需要对可调谐全光纤调频激光器调频器件的位移输出和频率响应特性进行研究测试，采用零差法直接测量管状压电陶瓷在不同频率锯齿波的调制信号驱动下的管周长变化。通过零差信号波形可以直观反映管状压电陶瓷的频率响应特性。该方法操作简单，通过对一管状压电陶瓷的测量，证明实验与理论相对吻合。
测量 零差法 光纤激光器 调谐 光学学报
2015, 35(s2): s214004
西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 西安 710071
建立粗糙表面的蒙特卡罗模型, 研究目标表面高度起伏对光外差信号的调制效应, 对不同粗糙程度的目标引起的退相干效应进行定量分析, 给出光外差信号恶化与粗糙目标表面参量的定量关系.结果表明: 当相关长度为100λ, 光外差信号随着高度起伏均方根的增大而减小, 当高度起伏均方根超过0.2λ时, 光外差信号非常微弱；当均方根高度起伏为0.1λ时, 光外差信号随相关长度的减小而减小, 给光外差探测造成困难.
合成孔径激光雷达 退相干效应 光外差探测 粗糙面 高度起伏均方根 相关长度 Synthetic aperture ladar decoherence effect Optical heterodyne detection Rough surface Height of the root mean square Correlation length
西安电子科技大学 物理与光电工程学院,西安 710071
针对多通道循序扫描地形观测模式中单个通道的回波数据在方位向存在模糊,采用传统空域波束形成技术及方位预滤波方法均无法恢复信号频谱的问题,在分析产生模糊原因的基础上,提出了一种基于谱压缩的空域波束形成方法.该方法首先对信号进行反旋处理,压缩信号的频谱宽度;然后对多通道数据进行空域波束形成,获得无模糊的频谱;最后对信号反旋处理引入的相位项进行补偿,得到原始信号的二维频谱.点目标及场景仿真实验数据处理结果均验证了该算法的有效性.
合成孔径激光雷达 TOPS模式 多通道 方位模糊 频谱恢复 谱压缩 波束形成 Synthetic aperture ladar TOPS mode Multi-channel Azimuth aliasing Spectrum reconstruction Spectrum compression Beam forming 光子学报
2014, 43(10): 1028002
1 西安电子科技大学技术物理学院, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071
合成孔径激光雷达(SAL)由于信号波长短，造成波束光斑脚印较小，限制了成像场景的幅宽。针对该问题，将合成孔径雷达(SAR)中常用的宽场景测绘TOPS模式推广应用到SAL中，并针对SAL的信号特性，提出了一种可行的成像算法：采用基于谱分析的方位预滤波方法，消除由于波束转动导致的方位信号模糊，获得信号无模糊的二维频谱；利用改进的频率变标算法(FSA)完成距离压缩及距离徙动校正，并校正平台连续运动引入的多普勒频移；结合去斜技术将信号聚焦在方位频域，获得无模糊的SAL图像。仿真结果验证了该算法的有效性。
遥感 激光雷达 合成孔径 宽场景成像 频率变标算法 方位预滤波 光学学报
2013, 33(12): 1228004
1 中国飞行试验研究院,西安 710089
2 西安电子科技大学,西安 710071
飞机激光雷达散射截面的测量, 对于研究飞机激光散射特性以及评估探测系统至关重要.本文介绍了飞机激光雷达散射截面测量理论, 设计了飞机激光雷达散射截面测量装置和测量方法, 并通过实验验证了该装置与测量方法.在全尺寸真实飞机试验与测量过程中, 通过对原始数据高斯补偿与背景修正, 获得了误差小于7%的飞机激光雷达散射截面数据.实验结果表明,本文提出的飞机激光雷达散射截面测量与分析方法是正确的和有效的.
激光雷达散射截面 全尺寸飞机 目标特性 激光测量系统 Laser radar (scattering) cross section Full size aircraft Target characteristic Laser measurement system
西安电子科技大学 技术物理学院， 西安710071
为测量压电换能器在快速交变电场驱动下的实际伸长变化，提出一种基于调频激光自外差信号解调技术的测量方法。该方法通过外差技术实现信号频谱搬移,避免了光电探测器接收时低频噪声的干扰，准确地获得了压电换能器端面速度的傅里叶谱；对傅里叶谱进行分析，从而获得压电换能器端面的速度曲线；对速度曲线积分，得到了伸长曲线。实验结果表明，基于调频激光调制解调技术测量压电换能器伸长曲线具有方法简单、信号质量好、精度和灵敏度高且误差小等优点。
合成孔径激光雷达 调频解调 压电换能器 外差 傅里叶谱 synthetic aperture ladar FM demodulation piezoelectric transducer heterodyne 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2635
