新型SAR实时成像光学系统设计

蔡志鹏， 张星祥， 陈 哲， 毕国玲， 王洪钧

(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033)

1 引 言

合成孔径雷达(SAR)具有全天时、全天候以及适应各种复杂恶劣天气工作的能力，是非常重要的遥感成像技术，可以用于目标识别、跟踪等任务。星载SAR数据实时成像系统是星载SAR系统在许多先进应用中的关键技术。图像的机载分析可以提供有效的特征识别线索，选择适当的图像进行传输，可以降低对数据传输系统的要求。光学系统由于其并行的处理能力，使得SAR数据实时成像成为可能[1-2]。

SAR第一个光学处理器由球形、圆柱形和锥形透镜串联组成，称为锥形透镜光学处理器，该系统从1957年至1964年被广泛使用。然后开发出斜平面光学处理器，其在多功能性和灵活性方面得到显著改进，并且还生成了像质较好的图像[3-5]。锥形透镜的光学处理器可以从信号处理的角度解释，作用效果为互相关或匹配滤波，而斜平面处理器通常用全息术来理解，利用了菲涅尔近似。

传统的光学处理器系统庞大，很难适用于小型载机或者无人机。但光学处理器的优势随着空间光调制器(SLM)和CCD等器件的发展应运而生，就新一代SAR光学处理器而言，加拿大国家光学研究所(INO)的研究人员在该领域做了大量的研究，并且已经有样机投入使用，有效证明了SAR光学处理器的可行性和发展前景，该样机使用了先进的光学元件SLM转换SAR原始数据，被用于实时处理ENVISAT卫星上的ASAR产生的SAR原始数……