專利名稱：寬帶綜合孔徑上變頻成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及寬帶上變頻電光調(diào)制和光子晶體全息術(shù)的被動綜合孔徑成 像技術(shù)，尤其是運用電光調(diào)制的光載波信號進行干涉成像，通過冗余基線校正
(RSC)技術(shù)進行光纖系統(tǒng)的相位保持，最終利用線性調(diào)頻光東讀出光子晶體中 目標的寬帶圖像的一種新的成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
被動微波、毫米波成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于射電天文學(xué)研究、遙感和軍事等領(lǐng) 域。任何高于絕對零度的物體都會輻射各種波段的電磁波，被動成像探測是探 測目標的電磁輻射和散射，并運用各種信號處理技術(shù)恢復(fù)出目標的溫度分布圖 或散射特征圖。
為了提高成像系統(tǒng)的分辨率，目前廣泛應(yīng)用綜合孔徑技術(shù)，首先出現(xiàn)的是 下變頻成像系統(tǒng)。自從1988年美國麻薩諸塞大學(xué)微波遙感實驗室研制出一臺L波 段(1-2 GHz)下變頻綜合孔徑成像系統(tǒng)以來，被動綜合孔徑成像技術(shù)不斷向 前發(fā)展，先后出現(xiàn)了MIRAS、 2D-STAR等下變頻成像系統(tǒng)。但基于下變頻綜合 孔徑成像方法存在系統(tǒng)復(fù)雜度太高、體積大、質(zhì)量重、易受電磁千擾等不足之 處，近幾年出現(xiàn)了一種基于上變頻電光調(diào)制技術(shù)的綜合孔徑成像方法。2002年 以來，美國科羅拉多大學(xué)和特拉華大學(xué)先后通過將接收到的窄帶輻射信號經(jīng)電 光調(diào)制技術(shù)加載到光波上，利用調(diào)制后的邊帶光東形成陣列進行光學(xué)成像，從 而得到目標的窄帶溫度分布圖。
上述幾種被動綜合孔徑成像方法和系統(tǒng)都是對目標輻射的一個窄帶頻率進 行成像，最終只能得到目標在某個特定波長處的輻射溫度圖，也即得到的只是 目標的在該波長處的強度分布圖。為了進一步獲取目標更加豐富的信息，需要 提高系統(tǒng)的成像帶寬，也即實現(xiàn)寬帶的成像。如果仍采用前述的上變頻綜合孔 徑成像系統(tǒng)進行寬帶成像，主要會存在以下兩個問題(l)攜帶寬帶信號的光 東直接在傅里葉變換透鏡焦平面成像，這些則寬帶圖像無法提取并進行圖像的 融合處理；(2)由于傅里葉變換透鏡對于不同波長的光東，其焦距不同，因此
在成像過程過存在相差，這會導(dǎo)致成像的質(zhì)量下降。因此必須提出一種新的成像方法和系統(tǒng)來實現(xiàn)寬帶綜合孔徑成像。
光子晶體和光譜燒孔技術(shù)出現(xiàn)已經(jīng)多年，所謂的光譜燒孔效應(yīng)，就是在某 些物質(zhì)中存在著一組能級包含一個基態(tài)與一個受激態(tài)，在其間有一介穩(wěn)態(tài)的能 階。當有入射光將電子由基態(tài)激發(fā)至受激態(tài)時，受激發(fā)的電子會在幾個皮秒的 時間內(nèi)躍遷到亞穩(wěn)態(tài)。在經(jīng)過約長達幾個亳秒后，電子才會回到基態(tài)并釋放出 波長與入射光波長相近的光子。而在該物質(zhì)的吸收/穿透光譜上在特定的波長附 近便會形成一個空區(qū)意味著該特定波長的光無法通過。當一束強的單頻激光通 過這種光子晶體時，它可以選擇性地將一群與共振頻率相對應(yīng)的原子激發(fā)至飽 和狀態(tài),這時若有另一東頻率掃描的弱探測光通過該介質(zhì)，則在它的吸收光譜的 相應(yīng)位置上將出現(xiàn)一個凹陷。'
目前，基于永久光譜燒孔技術(shù)的數(shù)字光盤存儲技術(shù)已經(jīng)廣泛現(xiàn)實并廣泛應(yīng) 用。光譜燒孔光子晶體還可用于寬帶圖像信號的存儲與讀取中，光子晶體的光 譜燒孔過程與信號的讀取過程如圖2所示。圖2 (1)表明了光子晶體的原始吸收 頻譜曲線圖，在一定的頻率范圍內(nèi)存在一系列獨立吸收頻譜點，具有很強的吸 收。由于其間隔很小，因此通過一個掃頻激光器照射光子晶體，可被用于實現(xiàn)
對在該頻率范圍內(nèi)的寬帶信號的窄帶采樣功能；圖2 (2)顯示了一幅輸入的寬 帶調(diào)制光東的頻譜圖；圖2 (3)是光子晶體被光譜燒孔后的吸收頻譜圖，光子 晶體的頻譜吸收包絡(luò)曲線記錄了輸入信號的頻譜；圖2(4)是一強度微弱的線 性調(diào)頻激光光東通過光子晶體后得到的譜圖，由于不同頻率處的透射強度與輸 入信號在該頻率處的分量對應(yīng)，因此通過線性調(diào)頻的激光束掃描后，用探測器 得到的時域波形就是輸入信號的頻譜，通過積分即可得到完整的寬帶信號。
在上變頻被動綜合孔徑成像系統(tǒng)中，如各通道光路不等，則在光載波之間 存在相位誤差，這個誤差也會被傳遞到調(diào)制邊帶中，而不對含有目標信息的邊 帶信號進行相位誤差校正，就無法獲得任何有意義的圖像。光纖系統(tǒng)的通道相 位誤差來源主要有以下幾種(1)溫度變化引起光纖長度變化，這種誤差通常 在微米量級，但由于光束波長也是微米量級，因此會產(chǎn)生無法預(yù)測的相位誤差； (2)光纖連接誤差，外力作用引入的相位誤差，這種誤差更大， 一般達到亳米 量級，對1.55um的光東，lmm的誤差導(dǎo)致大約666.7個2 7T的相位誤差。(3)大 氣擾動對輻射信號的相位誤差，最終也通過電光調(diào)制器被引入到光纖系統(tǒng)中，其誤差量受到大氣環(huán)境不同變化不同。
目前上變頻綜合孔徑成像系統(tǒng)中，光纖系統(tǒng)相位保持方法主要是閉合相位 技術(shù)，其主要原理如下對于一個有三個孔徑組成的單元，其對應(yīng)的三個相位 差之和為零，并被稱為閉合相位關(guān)系。對各個相位差而言，任何非零的組合都 是測量誤差的線性組合。這些獨立的閉合相位關(guān)系同系統(tǒng)原有的參考信號模型 相結(jié)合，從而可以最終確定各通道的相位誤差量并進行誤差的補償。但這種方 法對大氣抖動產(chǎn)生的輻射信號的相位誤差比較有效，但對于前述的光纖系統(tǒng)中 連接誤差和溫度變化導(dǎo)致的光纖相位誤差無法進行有效的校正。
冗余基線校正(RSC)技術(shù)最初是應(yīng)用在射電天文學(xué)中，它作為一種實時
性校準算法，在校準的過程中不需要建立源模型，也不需要額外的硬件結(jié)構(gòu)和 重復(fù)性計算。同時，這種算法對儀器、天線誤差及介質(zhì)引入導(dǎo)致的傳輸誤差并不 加區(qū)分。目前該方法已經(jīng)被成功應(yīng)用于工作在從微波到太赫茲的各類傳統(tǒng)窄帶 被動綜合孔徑成像系統(tǒng)中，發(fā)揮了巨大的作用

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種新型寬帶被動綜合孔徑上變頻成像方法和系統(tǒng)，用于獲得 被探測目標的更多頻率輻射信息，同時提高成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量，它采用天線 接收到的寬帶輻射信號對相干光束進行調(diào)制，利用調(diào)制后光東中的邊帶信號光 東進行寬帶干涉成像，所得寬帶模糊圖像被光子晶體記錄，最后通過相干掃頻
激光東和變焦鏡頭共同讀取出該寬帶圖像,整個系統(tǒng)采用RSC技術(shù)進行相位保持 與校正。
本發(fā)明主要采用上變頻技術(shù)對目標的寬帶輻射信息進行綜合孔徑成像，采 用如下技術(shù)方案
發(fā)明提出如圖l所示的寬帶綜合孔徑上變頻成像系統(tǒng)，其基本思想是通過 上變頻技術(shù)將目標輻射的寬帶信號轉(zhuǎn)化到光載波上,通過RSC技術(shù)對光纖系統(tǒng)進 行相位保持與校正，利用光子晶體記錄存儲干涉所得的寬帶圖像，最通過掃頻 激光束和變焦鏡頭共同讀取出該寬帶圖像。所述的寬帶被動綜合孔徑上變頻成 像系統(tǒng)包括天線和外差接收陣列子系統(tǒng)、上變頻電光調(diào)制子系統(tǒng)、光纖傳輸與 相位保持子系統(tǒng)，光纖陣列和光學(xué)元件組成的光學(xué)成像子系統(tǒng)，以及由光子晶體和掃頻激光器組成的寬帶成像子系統(tǒng)。
RF天線接收來自遠場目標的寬帶RF輻射，天線接收的這些信號通過電光調(diào) 制器被調(diào)制到光載波上，調(diào)制后的光波通過一個相位保持的保偏光纖陣列傳輸, 該陣列是原來RF天線陣列的一個縮比陣列，相位保持是通過RSC算法利用光纖延 遲器實現(xiàn)。光纖陣列輸出含有遠場目標輻射寬帶信號的準直光束通過傅里葉變 換透鏡后，被分光棱鏡分成兩束。其中一東被短波近紅外CCD探測到，用于光 纖系統(tǒng)的相位保持與校正；另一束含有寬帶圖像信號的光被光子晶體記錄，他 是在光子晶體中窄帶空間頻譜全息的一個疊加。此時，可利用一個掃頻激光器 來讀取每個窄帶RF圖像， 一個與掃頻激光束頻率對應(yīng)的同步變焦鏡頭對該光東 中含有的窄帶目標信號進行成像。
在本發(fā)明中，系統(tǒng)各個部分說明如下
(1)天線陣列是由多個寬帶接收天線在滿足冗余基線校正(RSC)要求 的同時，按照最佳空間頻率覆蓋和最小冗余釆樣、并結(jié)合載體平臺形狀和尺寸， 經(jīng)優(yōu)化計算得到天線位置的陣列系統(tǒng)。每根天線分別接收來自觀測目標的輻射 和散射信號，優(yōu)化的算法可采用模擬退火算法，遺傳算法和蟻群算法。
(2 )窄線寬DFB激光器電光調(diào)制系統(tǒng)中的光源為工作在波長為1550nm或 1310um的連續(xù)波光纖激光器，輸出為單模保偏光，且其-40dB線寬低于50GHz; 在寬帶成像系統(tǒng)中釆用的激光器主要中心頻率與前相同，同時必須具有高速調(diào) 諧的性能，輸出波長可舉線形調(diào)頻信號調(diào)制。
(3) 光纖分光器光纖分光器用于將激光器輸出的光東經(jīng)平均的分成多路， 作為載波光束分別進入電光調(diào)制器，要求全部為單模保偏光纖。
(4) 電光調(diào)制器電光調(diào)制器的尾纖必須是單模保偏光纖，電光調(diào)制器的 最大調(diào)制頻率必須高于調(diào)制信號的頻率，帶寬大于信號帶寬，輸入的調(diào)制信號 強度要在一定的范圍內(nèi)，不得過大或太小。為保持任意兩個接收機的信號所包 含的目標相位差信息，要求調(diào)制后的邊帶信號近似為幅度調(diào)制，須根據(jù)系統(tǒng)的 調(diào)制頻率選用相應(yīng)的調(diào)制器(強度調(diào)制器或相位調(diào)制器)。
(5) 載波光纖陣列各通道調(diào)制后的光東通過保偏光纖傳輸，光纖陣列拓 撲結(jié)構(gòu)要與原天線陣列相同，且陣列的縮比因子需要考慮光波和調(diào)制信號的頻 率，準直光東直徑與天線口徑比。(6) 調(diào)制邊帶光束干涉成像相干光成像主要是利用光纖準直后的光束在
空間干涉，通過傅里葉變換透鏡實現(xiàn)焦平面成像，同時利用一分光棱鏡將成像
光東分為兩路， 一路用CCD接收用于相位保持子系統(tǒng)中，另一路利用光子晶體 存儲后，并最終掃頻激光器讀出。
(7) 光纖系統(tǒng)相位保持對(6).所述的CCD的圖像進行分析和計算，從 而得到各通道中的相位誤差量，同時實時地經(jīng)光纖相位延遲裝置，如PZT予以補 償，從而實時校正光纖系統(tǒng)的相位誤差來實現(xiàn)系統(tǒng)的相位保持。
(8) 光子晶體本發(fā)明中應(yīng)用的光芋晶體為Er:YSO，它是一種在1550nm 波段或1310nm波段一定范圍內(nèi)具有短時間光譜燒孔特性的晶體。電光調(diào)制后， 邊帶光東中攜帶的目標寬帶輻射信號對光子晶體進行光譜燒孔，從而圖像信息 被段時間存儲在光子晶體中。
(9) 掃描成像線形調(diào)頻信號源對激光器調(diào)制輸出后，經(jīng)準直擴東透鏡后 進入光子晶體，利用光子晶體的光譜燒孔特性，隨著光東變化，該光東可讀取 晶體中所存儲的與入射光東頻率相同的窄帶頻率圖像；同時可變焦鏡頭與線形 調(diào)頻信號調(diào)制后的光束頻率變化同步調(diào)諧，使得近紅外CCD—直處于成像光束 的焦平面位置，在經(jīng)一個線形調(diào)頻信號周期內(nèi)的成像疊加后，最終得到一幅目 標的寬帶圖像。
本發(fā)明的主要特色采用了上變頻技術(shù)，將寬帶輻射信號轉(zhuǎn)化到光波頻率， 運用光學(xué)成像和光子晶體的光譜燒孔拔術(shù)最終實現(xiàn)寬帶成像。
本發(fā)明的效益與應(yīng)用前景(1)該成像系統(tǒng)的應(yīng)用前景本發(fā)明提出通過 將接收目標寬帶輻射信號，通過上變頻電光調(diào)制技術(shù)，光子晶體光譜燒孔技術(shù)， 以及線形調(diào)頻激光東讀取技術(shù)，最終實現(xiàn)對目標的寬頻譜成像。由于物體自發(fā) 的輻射特性和被動成像的優(yōu)越性，同時利用綜合孔徑來提高分辨率，本發(fā)明為 被動成像遙感，軍事偵察以及反恐探測技術(shù)提供一種寬帶成像的有效方法。(2) 經(jīng)濟效益本發(fā)明中的各項技術(shù)不僅可廣泛應(yīng)用于微波，亳米波和太赫茲波等 波段的寬帶綜合孔徑上變頻成像系統(tǒng)中，其中光纖陣列成像技術(shù)還可用于傳輸 高速寬帶圖像；RSC技術(shù)還可應(yīng)用于傳統(tǒng)的被動綜合孔徑成像系統(tǒng)中用于校正系 統(tǒng)相位誤差；上變頻成像的方法也可移植到主動成像系統(tǒng)中用于提高信號處理 速度；而光子晶體光譜燒孔技術(shù)也可用廣泛應(yīng)用大容量數(shù)據(jù)存儲。


圖l為本發(fā)明寬帶綜合孔徑上變頻成像系統(tǒng)圖
圖2為光子晶體光譜燒孔過程圖
圖3為本發(fā)明實施方案中光子晶體中光束與其后的光闌位置圖 圖4為本發(fā)明實施方案中單臂為5根天線的交錯"Y"型排列圖 圖5為本發(fā)明實施方案中陣列圖的空間頻率采樣覆蓋圖 圖6為本發(fā)明實施方案中所采用光子晶體光譜吸收圖
具體實施例方式
圖4顯示了采用單臂為5根天線的交錯"Y"型天線陣列排列圖，該排列中， 在考慮RSC技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，以最佳的空間頻率覆蓋為原則進行優(yōu)化得到的排 列結(jié)果。圖5給出了圖4對應(yīng)的u、 v覆蓋效果圖，也即目標圖像的空間頻率釆樣 圖覆蓋。實施方案中考慮到輻射信號在大氣中的傳輸特性，取輻射信號為35GHz 為接收機中心頻率，且接收機的帶寬為20GHz,以實驗室成像系統(tǒng)為基礎(chǔ)，取每 個臂上間隔的基本單位為8cm建立本發(fā)明的實施方案系統(tǒng)。
陣列天線3采用WiseWave Technologiesd Inc.公司的30GHz到50GHz的接收 天線ARH-2220-02 ，其中的前置低噪放大器(LAN )采用該公司的 ALN-33144020-01。為了實現(xiàn)對前述中心頻率"GHz的信號進行調(diào)制，本實施方 案中的電光調(diào)制器4選用COVEGA Corporation的Mach-40 066-40-P-A-A電光相 位調(diào)制器，其最大調(diào)制器達到40Gb/s,且其工作帶寬達到20GHz。進入調(diào)制器的 光東是由一Koheras Adjustik的E15超窄線寬DFB半導(dǎo)體激光器1產(chǎn)生，該激光器 的3dB線寬小于lKHz,其中心波長為1536.61nm。激光器l輸出為保偏光，經(jīng)保 偏光纖進入lxl6的光纖耦合器2中，激光器輸出的光東被均勻分為16東輸出。任 選其中的13東分別進入電光調(diào)制器。經(jīng)LNA放大的寬帶亳米波信號直接進入電 光調(diào)制器的射頻入射端口 ，對入射的光束分別進行相位調(diào)制。
各電光調(diào)制器調(diào)制后輸出的光束，分別經(jīng)用于相位保持控制的光纖相位延 遲器5后，在光纖的末端形成光纖陣列。光纖陣列6采用MicroOpitcis公司的 FC-Q-250型光纖陣列，選擇其中.的對應(yīng)位置通道后組成，光纖間隔基本單位為 250um。該陣列的拓撲結(jié)構(gòu)與天線陣列的結(jié)構(gòu)相同，陣列的縮比因子需要考慮光波和調(diào)制信號的頻率，準直光束直徑與天線口徑比，陣列縮比因子的最佳值為l, 此時原天線陣列與此處的光纖陣列具有相同的空間分辨率，在其后的CCD上所 得的圖像與真實孔徑直接成像所得圖像的比例為L 1。
光纖陣列輸出的光東具有一定的發(fā)散角，運用MicroOpitcis對應(yīng)的SUSS FC-Q-250型微準直子透鏡陣列7進行準直，得到平面波輸出。改光束經(jīng)一個用于 RSC的帶有7T/2相移光柵8和用于聚焦成像的傅里葉變換透鏡9后，在空間發(fā)生干 涉，最終聚焦到焦平面。其過程類似于傳統(tǒng)的下變頻綜合孔徑成像過程中的互 相關(guān)運算。在聚焦到焦平面之前，運用一分光棱鏡IO,將成像光東分為兩東 一東用于相位保持與校正控制應(yīng)用；另一東用于成像，在透鏡焦點位置上放置 一對光束波長具有光譜燒孔特性的光子晶體。位于焦平面的近紅外CCD相機13 得到目標的圖像。由于該陣列是結(jié)合了RSC要求的特殊陣列，因此可通過信號處 理器18計算分析該圖象得到對應(yīng)各通道的相位誤差量并被轉(zhuǎn)化為模擬電信號， 進入光纖相位延遲器5對相應(yīng)通道實施相位控制，以達到相位保持，保證目標的 寬帶信號光東可以同步的到達光纖陣列。
本實施方案中所采用的光子晶體ll為0.02%Er+3:1 %Eu+3:Y2S05，在經(jīng)過液態(tài) &致冷形成的4.2&的低溫環(huán)境*下，其吸收譜線圖如圖6所示。來自光纖陣列的目 標寬帶信號光束S對晶體進行短時間的光譜燒孔，從而目標的寬帶圖像被存儲在 光子晶體ll中。此時，另一中心波長相同的激光器15受到信號源14產(chǎn)生的線形 調(diào)頻信號的內(nèi)調(diào)爭I，激光器的輸出光束波長隨著時間也線形變化，丼頻率曲線 類似信號源14的輸出信號頻率變化。輸出光東通過擴束鏡16和準直透鏡17后得
到能夠覆蓋光子晶體上圖像存儲區(qū)域的光束，光束通過光子晶體時受到光譜燒 孔后的晶體透射率的變化的調(diào)制，從而在該波長(頻率)的窄帶目標圖像被讀 取。通過在光子晶體后置一光闌，如圖3所示，可只允許讀取光東R通過，而原 信號光東S不會被阻擋無法進入成像近紅外CCD相機13。利用信號源14輸出的信 號實時對可變焦鏡頭12進行焦距的調(diào)節(jié)，可使得在任何時刻成像的近紅外CCD 相機都在鏡頭的焦平面上以實現(xiàn)無相差的成像。
權(quán)利要求
1.一種可工作在微波、毫米波和亞毫米波波段的高空間分辨率寬帶被動綜合孔徑上變頻成像系統(tǒng)，其特征是所述的寬帶被動綜合孔徑上變頻成像系統(tǒng)包括有N個子天線構(gòu)成的天線陣列和相應(yīng)的外差接收陣列子系統(tǒng)、上變頻電光調(diào)制子系統(tǒng)、光纖傳輸與相位保持子系統(tǒng)，由光纖陣列和光學(xué)元件組成的光學(xué)成像子系統(tǒng)，以及由光子晶體和掃頻激光器組成的寬帶成像子系統(tǒng)；所述各分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，接收陣列子系統(tǒng)接收來自目標的輻射和散射的寬帶信號，經(jīng)上變頻電光調(diào)制子系統(tǒng)將目標信息加載到光波上，該光波通過光纖傳輸與相位保持子系統(tǒng)形成光纖縮比陣列，經(jīng)光學(xué)成像子系統(tǒng)將寬帶圖像成像在光子晶體上，對光子晶體進行光譜燒孔，最終寬帶成像子系統(tǒng)將前述目標的寬帶圖像以掃描的方式輸出到CCD。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1，所述天線接收陣列子系統(tǒng)是由多個接收天線在滿足冗 余基線校正(RSC)要求的同時，按照最佳空間頻率覆蓋和最小冗余采樣、并結(jié) 合載體平臺形狀和尺寸，經(jīng)優(yōu)化計算得到天線位置的陣列系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2，所述的陣列優(yōu)化計算方法可以采用模擬退火算法，遺 傳算法，蟻群算法等來實現(xiàn)優(yōu)化排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1，所述上變頻電光調(diào)制子系統(tǒng)由窄線寬DFB激光器，1 xN光纖耦合器，電光調(diào)制器和射頻適配器組成；其特征為窄線寬DFB激光器輸出光東經(jīng)lxN光纖耦合器分束后，傳輸至電光調(diào)制器，權(quán)力要求l中接收到 的射頻信號經(jīng)適配器耦合到電光調(diào)制器，并對通過該電光調(diào)制器的光束調(diào)制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4,所述窄線寬DFB激光器，為工作在波長約為1550nm 或1310um的連續(xù)波DFB激光器，輸出為保偏光，且其-40dB線寬低于50GHz。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4，所述的電光調(diào)制器為相位調(diào)制器，其最高工作頻率必 須大于輸入射頻信號頻率，且工作帶寬須滿足調(diào)制射頻信號的帶寬要求。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l，所述光學(xué)成像子系統(tǒng)，由光纖陣列，光纖準直器陣列， 成像透鏡組和濾波分光棱鏡組成；其特征為光纖陣列為權(quán)利要求4調(diào)制后的 光東所組成，且相對權(quán)利要求1所述天線陣列等比縮小，光纖陣列的光束經(jīng)準 直器陣列準直后進入成像透鏡組進行光學(xué)成像處理，濾波分光棱鏡將成像光束分為兩路,'經(jīng)過最終在透鏡的焦平面上成像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l,所述的光纖傳輸與相位保持自系統(tǒng)，由2/7T相移衍射光柵，近紅外CCD相機，信咢處理器和光纖相位延遲器組成；其特征為2/丌 相移衍射光柵置于權(quán)利要求7所述準直器陣列與成像透鏡組之間，近紅外CCD 置于權(quán)力要求7所述分光棱鏡后帶有調(diào)制載波的一路的焦平面上，運用冗余基 線校正(RSC)并經(jīng)信號處理器計算分析CCD成像信息，可得到系統(tǒng)中各個通 道所需的相位延遲量，通過光纖相位延遲器實現(xiàn)相位保持。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l，所述寬帶成像子系統(tǒng)，由光子晶體，線形調(diào)頻信號源， 掃頻激光器，擴束準直透鏡，可變焦鏡頭，近紅外CCD相機組成；其特征為 光子晶體置于權(quán)利要求7所述分光棱鏡后帶有調(diào)制邊帶光束的焦平面上，該晶 體被光譜燒孔并記錄目標的寬帶全息圖像；線形調(diào)頻信號源對掃頻激光器進行 調(diào)制后輸出后，經(jīng)準直擴東透鏡后進入光子晶體，利用光子晶體的光譜燒孔特 性，隨著光東變化，該光束可讀取晶體中所存儲的對應(yīng)窄帶頻率圖像；同時線 形調(diào)頻信號根據(jù)光束頻率調(diào)諧可變焦鏡頭，使得近紅外CCD —直處于焦平面位 置，經(jīng)一個線形調(diào)頻信號周期內(nèi)的成像疊加與融合，最終得到一幅目標的寬帶 圖像。 ^
10. 根據(jù)權(quán)利要求9，所述光子晶體為Er":YSO，其特征為光子晶體是一 種在1550nm波段或1310nm波段一定范圍內(nèi)具有短時間光譜燒孔特性的晶體； 電光調(diào)制后，邊帶光東中攜帶的目標寬帶圖像信號對光子晶體進行燒孔，從而 圖像信息被存儲在光子晶體中。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種新型的寬帶綜合孔徑上變頻成像方法和系統(tǒng)，可實現(xiàn)工作在微波、毫米波和亞毫米波波段的高分辨率實時成像探測的目的，屬干涉式高分辨率成像系統(tǒng)，可應(yīng)用于遙感、軍事偵察等領(lǐng)域。在本發(fā)明中，綜合孔徑天線陣列接收來自目標的寬帶輻射信號后，通過電光調(diào)制將該信號加載到光波上，經(jīng)光纖傳輸在末端形成縮比陣列，利用冗余基線校正技術(shù)(Redundant SpacingCalibration-RSC)實現(xiàn)了光纖傳輸中的相位保持；通過光綜合孔徑成像和光譜燒孔技術(shù)在光子晶體上記錄下目標的寬帶輻射圖像，最終運用掃頻激光束將光子晶體中目標的寬帶圖像信息實時讀取出來。
文檔編號G01S7/481GK101408623SQ20081005663
公開日2009年4月15日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者何云濤, 江月松, 王長偉 申請人:北京航空航天大學(xué)