合成孔径雷达中激光线性调频技术研究目绪论录运用Matlab仿真算法的结果分析激光线性调频技术的理论基础结束语激光线性调频信号产生技术致谢论绪无线电侦测和定距雷达（RADAR）这个名称是英文RadioDetectionandRanging（无线电侦测和定距）的缩写。而雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地（搜索）轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，简称SAR）是工作在微波波段的主动式成像雷达，可以全天候远距离工作，能够以超过衍射极限的分辨率提供地面测绘资料和图像。激光线性调频技术的理论基础激光单色性好，波长范围很宽高亮度方向性好相干性好激光的宽带线性调频是合成孔径激光雷达的一项关键技术。按雷达信号的分辨理论，在保证一定信噪比并实现最佳处理的前提下，测量精度和分辨力对信号形式的要求完全一致：测距精度和距离分辨力主要取决于信号的频率结构，要求信号具有大的带宽；测速精度和速度分辨力取决于信号的时间结构，要求信号具有大的时宽。调频信号是指信号在持续期间频率随时间连续线性变化，仿佛声音的声调在变化，故这种信号又称为鸟声(Chirp)信号。激光线性调频信号产生技术激光频率很高，可产生更宽的线性调频脉冲，从而获得更高的距离分辨率；同时，由于激光波长很短，可合成更窄的波束，从而获得更高的方位分辨率，这也是合成孔径激光雷达的优势所在声光调制法实现激光线性调频的常用方法电光调制法激光器谐振腔长度调制法激光器谐振腔长度调制法要获得频率随时间线性变化的激光脉冲，需要激光腔的腔长随时间线性变化，由于腔长变化的范围为微米量级，所以实验研究中常用压电陶瓷的微位移来带动腔镜从而使谐振腔腔长得到调制。这样可以通过随时间线性变化的电压来获得压电陶瓷随时间线性变化的长度，从而获得随时间线性变化的腔长，得到线性调频的激光输出，如图所示。激光器谐振腔长度调制法压电陶瓷的定位精度和线性度将直接影响激光线性调频结果调频原理比较简单，不需要涉及其它光学晶体，调频的带宽和线性只与压电陶瓷的性能有关，调频带宽不受限制，容易实现宽带激光线性调频。压电陶瓷（PZT）是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属电介质，具有压电效应。压电陶瓷迟滞特性蠕变特性温度特性迟滞特性压电陶瓷迟滞特性曲线蠕变特性压电陶瓷蠕变特性曲线温度特性压电陶瓷温度特性曲线运用Matlab仿真算法的结果分析所用压电陶瓷在300伏电压下，可以产生的2.85微米的位移量，压电陶瓷的位移与所加载电压存在线性关系。根据压电陶瓷调制激光器谐振腔腔长的原理，可通过加载0-300伏内的任意电压，获得压电陶瓷0-2.85微米内与其对应的位移，从而实现范围内9G赫兹的对应频移动态特性动态特性程序及算法压电陶瓷在电学上相当于容性元件，把问题等效成如上电路控制输入电压等效成程序及算法Us=Acos(wt+)探测器探测电压为Uc则有电路可推出：Au=Us=Uc1f1+fH2=arctanffH结束语合成孔径激光雷达是一种采用合成孔径技术的高分辨率成像激光雷达，与微波波段的合成孔径雷达相比，合成孔径激光雷达由于激光的波长比微波短很多而能够获得更高的分辨率。考虑到压电陶瓷位移性能对线性调频性能的影响，作者利用Matlab仿真语言对实验过程进行了模拟。经分析表明，使用该系列压电陶瓷，该方案可以使调频带宽达9GHz。利用压电陶瓷电压-位移特性，及其结构简单、尺寸小、成本低等特点，作为驱动器控制激光器的腔长，可以实现较大频率范围内的线性调频激光输出，满足合成孔径激光雷达系统对激光宽带调频的要求。合成孔径激光雷达中的激光线性调频技术是近年来人们关注较多的课题之一，本文的理论和实验也只是在该领域的初步探索，在文中也指出了所存在的一些问题并未完全解决。我们也将积极关注相关方面的研究进展并继续探讨这些问题的解决办法。致谢