CN101477198B - 通用的合成孔径激光成像雷达光学天线 - Google Patents

Abstract

一种用于同一合成孔径激光成像雷达系统对远场或者近场光学信号的发射和接收的通用的合成孔径激光成像雷达光学天线，采用双向环路发射接收主望远镜，双向环路由可调次望远镜结构的发射通道和转像望远镜结构的接收通道组成，连接激光光源、光电探测器和主望远镜。发射通道中次望远镜主镜位置可移动，接收通道中设置转像系统离焦，光电探测器前放置可变孔径光阑。本发明通过控制发射次望远镜物镜的移动距离，可以实现不同曲率半径的空间二次项相位附加偏置的激光发射波面，而且通过控制接收通道的离焦量和孔径光阑的大小，可以在消除目标回波接收波面像差的同时，实现光学天线接收方向性的调节。

Description

通用的合成孔径激光成像雷达光学天线

技术领域

本发明涉及合成孔径激光成像雷达，特别是一种通用的合成孔径激光雷达光学天线。

采用双向环路发射接收望远镜。双向环路由可调次望远镜结构的发射通道和转像望远镜结构的接收通道组成，连接激光光源、光电探测器和主望远镜。发射通道中次望远镜主镜位置可移动，接收通道中设置转像系统离焦，光电探测器前放置孔径光阑。本发明通过控制发射次望远镜物镜的位置，可以实现不同曲率半径的空间二次项相位附加偏置的激光发射波面，而且通过控制接收通道的离焦量和孔径光阑的大小，可以在消除目标回波接收波面像差的同时，实现光学天线接收方向性的调节，从而用同一光学天线可以在远场或者近场产生雷达运动方向上合适的和可控的相位二次项历程，实现孔径合成成像。

背景技术

合成孔径激光成像雷达的原理取之于射频领域的合成孔径雷达原理，是能够在远距离取得厘米量级分辨率的唯一的光学成像观察手段。但是由于光频波段的波长比射频波段的波长短3～6个数量级，而且光学望远镜主镜的尺度大于波长3～6个数量级，其空间发射和接收与射频的发射和接收有原理性差别。合成孔径激光成像雷达采用光学望远镜作为发射和接收天线，但是用作回波信号接收和激光发射时对于望远镜的要求也有所不同。因此，采用同一望远镜作为发射和接收天线时，望远镜必须同时满足激光发射要求和光学接收要求，保证在回波外差接收信号中产生目标的合适的相位二次项历程，实现激光孔径合成成像。

合成孔径激光成像首先在实验室实现验证，但是这些实验属于细小光束的近距离模拟，没有采用真实光学望远镜作为接收和发射天线。2006年，在美国国防先进研究计划局支持下美国雷声公司和诺格公司分别实现了机载合成孔径激光雷达实验，但是没有考虑光学天线的接收波面像差或者波前形状的影响，也没有考虑光学天线的发射时的附加空间二次项相位偏置。(参见[1]W.Buell，N.Marechal，J.Buck，R.Dickinson，D.Kozlowski，T.Wright，and S.Beck，“Demonstration of synthetic apertureimaging ladar，”Proc.SPIE，5791：152-166，2005；[2]J.Ricklin，M.Dierking，S.Fuhrer，B.Schumm，and D.Tomlison，“Synthetic aperture ladar for tactical imaging，”DARPAStrategic Technology Office.)

在激光发射过程中，望远镜作为激光发射天线的基本要求是需要保证主镜口径上的衍射极限发射，因此目标距离上的激光照明光斑的波前特性取决于望远镜发射光场分布和衍射距离。在光学接收过程中，目标的反射回波经过一定距离衍射到达合成孔径激光成像雷达的光学望远镜时，将随着距离变化产生不同的波面像差或者波前形状，通过接收望远镜在光电探测器面上与激光本机振荡光束合成进行外差探测时，波面像差将极大地影响外差光电探测效率，甚至导致探测失效。在先技术[3](刘立人，合成孔径激光成像雷达的双向环路发射接收望远镜，发明专利，申请号：200810034238.)提出了一种用于合成孔径激光成像雷达的双向环路结构的发射接收望远镜，实现了空间二次项相位附加偏置的激光发射和消除目标点散射回波接收波面像差的离焦光学接收。但是，这种光学天线只适用于一种特定工作距离，可以是远场，也可以是近场，而不能调整发射波面和接收视场。

发明内容

本发明的目的在于克服上述在先技术的不足，提出一种通用的合成孔径激光成像雷达光学天线，该合成孔径激光成像雷达光学天线可实现不同曲率半径的空间二次项相位附加偏置的激光发射波面，而且在消除目标回波接收波面像差的同时，实现光学天线接收方向性的调节，从而在远场或者近场工作距离上都能够产生雷达运动方向上合适的和可控的相位二次项历程，实现孔径合成成像。

本发明的技术解决方案是：

一种通用的合成孔径激光成像雷达光学天线，其构成包括：激光光源，沿该激光光源发射的激光光束依次是第一半波片和第一偏振分光棱镜，所述的激光光束被第一偏振分光棱镜分为透射光束和反射光束，该反射光束作为本机振荡激光光束，该本机振荡激光光束经过第一四分之一波片并由第一反射镜返回后到达并通过该第一偏振分光棱镜后射向第三偏振分光棱镜；所述的透射光束作为发射激光光束，该发射激光光束依次经次望远镜目镜、次望远镜物镜、次望远镜物镜偏离量、第二偏振分光棱镜、第二四分之一波片、主望远镜目镜、主望远镜物镜和主望远镜出入瞳射向目标，该目标的回波激光光束原路返回，经主望远镜出入瞳、主望远镜物镜、主望远镜目镜、第二四分之一波片至所述的第二偏振分光棱镜，反射后再经过第二反射镜、第一接收转像透镜、接收离焦量、第二接收转像透镜到达第三偏振分光棱镜，所述的回波激光光束和所述的本机振荡激光光束通过第三偏振分光棱镜合束，再经过第二半波片并通过第四偏振分光棱镜偏振分光，都是水平方向偏振的合成光束经第一孔径光阑由第一光电探测器进行外差接收，都是垂直方向偏振的合成光束经第二孔径光阑由第二光电探测器进行外差接收；

所有偏振分光棱镜设定为水平偏振方向光束通过而垂直偏振方向光束反射；

所述的第一四分之一波片的角度设置使得从第一偏振分光棱镜反射出的本机振荡激光光束从第一反射镜返回到第一偏振分光棱镜上的偏振旋转了90°而能够直接通过该第一偏振分光棱镜；

所述的第二四分之一波片的角度设置使得透过第二偏振分光棱镜的发射激光光束经过主望远镜发射，目标反射的回波由主望远镜接收的光束返回到第二偏振分光棱镜上的偏振旋转了90°而能够被第二偏振分光棱镜反射；

所述的主望远镜物镜和主望远镜目镜组成用于激光发射和接收的天线望远镜，该主望远镜物镜的焦距为f₁，主望远镜目镜的焦距为f₂，主望远镜目镜的后焦面和主望远镜物镜的前焦面重合，主望远镜的出入瞳位于主望远镜物镜的外焦面上，所述的主望远镜目镜的外焦面为主望远镜的入出瞳面，所述的主望远镜的出入瞳面与主望远镜的入出瞳面相互成像；

所述的次望远镜目镜和次望远镜物镜组成一个发射次望远镜，次望远镜物镜的焦距为f₃，次望远镜目镜的焦距为f₄，次望远镜物镜的出瞳面与天线望远镜的入出瞳面重合，所述的发射次望远镜偏离量为次望远镜物镜偏移次望远镜不离焦状态下物镜所在位置的距离，可表示为：

$\mathrm{\Δ}{l}_1=-\frac{f_1^2{f}_3^2}{(z-R)f_2^2},$

式中：z为合成孔径激光成像雷达到目标的距离，R为发射激光光束波面在距离z处的曲率半径；

所述的第一接收转像透镜和第二接收转像透镜组成一个接收4f转像望远镜，第一接收转像透镜和第二接收转像透镜的焦距为f₅，第一接收转像透镜的入瞳面与主望远镜的入出瞳面重合，所述的接收转像望远镜中间焦面的离焦量为：

$\mathrm{\Δ}{l}_2=-\frac{f_1^2{f}_5^2}{z{f}_2^2}.$

所述的发射次望远镜偏离量Δl₁＝0和接收转像望远镜的离焦量Δl₂＝0时可实现空间远场光学信号的发射和接收。

所述的第一半波片和第二半波片可改用四分之一波片；

所述的主望远镜出入瞳位于主望远镜物镜的外焦面上，为一直径为D实的孔径光阑，或仅代表一个位置，合成孔径激光成像雷达光学天线的接收视场角为 ${\mathrm{\θ}}_L=2.44\frac{\mathrm{\λ}}{D};$

所述的第一孔径光阑放置在紧贴第一光电探测器表面，第二孔径光阑放置在紧贴第二光电探测器表面，第一孔径光阑的直径为d和第二孔径光阑的直径为d都位于第二接收转像透镜的出瞳面上。

所述的第一光电探测器和第二光电探测器的接收视场角为 ${\mathrm{\θ}}_r=2.44\frac{\mathrm{\λ}}{d}.$

所述的第一光电探测器和第二光电探测器改用光纤系统作光学接收部件，则在所述的第一孔径光阑之后设置第一会聚透镜和第一光纤接收系统，在所述的第二孔径光阑之后设置第二会聚透镜和第二光纤接收系统。

本发明的技术效果：

本发明能通过调节发射次望远镜物镜的偏离量，利用同一个主望远镜实现不同曲率半径的空间二次项相位附加偏置的激光发射波面，而且在消除目标回波接收波面像差的同时，实现光学天线接收方向性的调节，从而用同一光学天线可以在远场或者近场工作距离上都能够产生雷达运动方向上合适的和可控的相位二次项历程，实现孔径合成成像。

附图说明

图1是本发明一种通用性的合成孔径激光成像雷达光学天线一个实施例的系统示意图。

图2是次望远镜物镜偏离量控制激光发射波面曲率半径示意图。

图3是第一孔径光阑或第二孔径光阑调节合成孔径激光成像雷达光学天线接收方向性示意图。

图4是本发明另一实施例，用光纤器件发射或接收系统时一种通用性的合成孔径激光成像雷达光学天线一个的系统示意图。

图中：1-激光光源，2-第一半波片，3-第一偏振分光棱镜，4-第一四分之一波片，5-第一反射镜，6-次望远镜目镜，7-次望远镜物镜，8-次望远镜物镜偏离量，9-第二偏振分光棱镜，10-第二四分之一波片，11-主望远镜目镜，12-主望远镜物镜，13-主望远镜出入瞳，14-第二反射镜，15-第一接收转像透镜，16-接收离焦量，17-第二接收转像透镜，18-第三偏振分光棱镜，19-第二半波片，20-第四偏振分光棱镜，21-第一孔径光阑，22-第二孔径光阑，23-第一光电探测器，24-第二光电探测器，1A-光纤激光器或光纤放大器，2A-准直透镜，2B-第一会聚透镜，2C-第二会聚透镜，1B-第一光纤接收系统，1C-第二光纤接收系统。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图1，图1是本发明一种通用性的合成孔径激光成像雷达光学天线实施例的系统示意图。

合成孔径激光成像雷达的激光光源1发射激光光束经过第一半波片2和第一偏振分光棱镜3，被第一偏振分光棱镜3反射的一路作为本机振荡激光光束经过第一四分之一波片4并由第一反射镜5返回后到达并透过第一偏振分光棱镜3输出本机振动激光光束射向第三偏振分光棱镜18，该第一偏振分光棱镜3透射光束作为发射激光光束依次经过发射次望远镜目镜6、次望远镜物镜7、第二偏振分光棱镜9、第二四分之一波片10、主望远镜目镜11、主望远镜物镜12和主望远镜出入瞳13射向目标，回波激光光束经原路返回至所述的第二偏振分光棱镜9，反射后的光束经第二反射镜14、第一接收转像透镜15、第二接收转像透镜17到达第三偏振分光棱镜18，所述的回波激光光束和所述的本机振荡激光光束通过第三偏振分光棱镜18合束，再经过第二半波片19并通过第四偏振分光棱镜20进行偏振分光，水平方向偏振的合成光束经第一孔径光阑21由第一光电探测器23进行外差接收，垂直方向偏振的合成光束经第二孔径光阑22由第二光电探测器24进行外差接收。

所有偏振分光棱镜设定为水平偏振方向光束通过而垂直偏振方向光束反射。

第一半波片2的角度设置以控制第一偏振分光棱镜3的分光强度比，一般要求透过的发射光束光强远远大于反射的本机振荡激光光束光强。

第一四分之一波片4的角度设置使得从第一偏振分光棱镜3反射出的本机振荡激光光束从第一反射镜5返回到第一偏振分光棱镜3上的偏振旋转了90°而能够直接通过该第一偏振分光棱镜3。

第二四分之一波片10的角度设置使得透过第二偏振分光棱镜9的发射激光光束经过主望远镜发射，目标反射的回波由主望远镜接收的光束返回到第二偏振分光棱镜9上的偏振旋转了90°而能够被第二偏振分光棱镜9反射；

主望远镜物镜12和主望远镜目镜11组成用于激光发射和接收的天线望远镜，设主望远镜物镜的焦距为f₁，主望远镜目镜的焦距为f₂，则主望远镜的放大倍数为 $M_1=\frac{f_1}{f_2}.$ 主望远镜目镜11的后焦面和主望远镜物镜12的前焦面重合，主望远镜的出入瞳13位于主望远镜物镜12的外焦面上，可以设置一个直径为D的实的孔径光阑，也可以无实物光阑而代表一个位置，主望远镜目镜11的外焦面为主望远镜的入出瞳面，出入瞳面13与入出瞳面相互成像。

次望远镜目镜6和次望远镜物镜7组成一个发射次望远镜，次望远镜物镜7的焦距为f₃，次望远镜目镜6的焦距为f₄，则次望远镜的放大倍数为 $M_2=\frac{f_3}{f_4},$ 次望远镜物镜7的出瞳面与天线望远镜的入出瞳面13重合。

第一接收转像透镜15和第二接收转像透镜17组成一个接收4f转像望远镜，第一接收转像透镜15和第二接收转像透镜17的焦距为f₅，第一接收转像透镜15的入瞳面与主望远镜的入出瞳面重合，接收转像望远镜具有接收离焦量16。

第一半波片2、第一偏振分光棱镜3、第一四分之一波片4、第一反射镜5、次望远镜目镜6、次望远镜物镜7、次望远镜物镜偏离量8、第二偏振分光棱镜9、第二四分之一波片10、第二反射镜14、第一接收转像透镜15、接收离焦量16、第二接收转像透镜17、第三偏振分光棱镜18和第二半波片19构成了一个3端口的双向调制发射接收环路。其中：第一半波片2是激光光源入射端口，第二四分之一波片10是发射激光输出和回波接收端口，第二半波片19是探测光信号输出端口。

在发射环路中，从第一偏振分光棱镜3到第二偏振分光棱镜9只存在发射激光光束的光路，通过改变次望远镜物镜偏离量8能够在主望远镜的照明区产生不同曲率半径的附加空间相位二次项，从而改变发射激光照明波前。在发射次望远镜物镜偏离量8为0时，可以实现空间远场光信号发射。

从第二偏振分光棱镜9到第三偏振分光棱镜18只存在回波激光光束的光路，引入接收离焦量16能够消除接收光束离焦像差。

在激光发射光路中，要求在距离为z的目标照明区产生附加空间相位二次项为 $e_z=\exp \left[\frac{\mathrm{j\π}(x^2+y^2)}{\mathrm{\λR}}\right],$ 如图2所示，其中R为发射光束波面在距离z上的曲率半径，假设照射到次望远镜入瞳面的激光光源的光场为e₀(x，y)，经过次望远镜物镜7移动距离Δl₁的扩束次望远镜放大M₂倍后，在次望远镜出瞳面的光场为：

$e_1(x,y)=\frac{\mathrm{Aexp}\left(\mathrm{jk}{L}_1\right)}{M_2}\exp [-\frac{\mathrm{j\π}(x^2+y^2)}{\mathrm{\λ}{f}_3^2/\mathrm{\Δ}{l}_1}]p_1(\frac{x}{M_2},\frac{y}{M_2}),$

式中p₁(x，y)为透镜的孔径函数。

光场e₁(x，y)也是主望远镜入出瞳面的光场，则经过不离焦的主望远镜放大M₁后，在主望远镜的出入瞳面13的光场为：

$e_2(x,y)=\frac{\mathrm{Bexp}\left(\mathrm{jk}{L}_1\right)\exp \left(\mathrm{jk}{L}_2\right)}{M_1{M}_2}\exp [-\frac{\mathrm{j\π}(x^2+y^2)}{\mathrm{\λ}{f}_3^2{M}_1^2/\mathrm{\Δ}{l}_1}]p_1(\frac{x}{M_1{M}_2},\frac{y}{M_1{M}_2}),$

因此，要实现波前偏置e_z，发射次望远镜物镜偏离量应当为：

$\mathrm{\Δ}{l}_1=-\frac{f_1^2{f}_3^2}{(z-R)f_2^2}.$

当Δl₁＝0时，可以实现合成孔径激光成像雷达空间远场光信号的发射。

在激光接收光路中，目标的点衍射在主望远镜出入瞳面13上产生的场强波前一般为 $\mathrm{Eexp}\left[j\frac{\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\frac{{(x-s_x)}^2+{(y-s_y)}^2}{z}\right],$ 要消除波前二次项像差，应当控制接收转像望

远镜的接收离焦量16为：

$\mathrm{\Δ}{l}_2=-\frac{f_1^2{f}_5^2}{z{f}_2^2}.$

当接收转像望远镜的离焦量Δl₂＝0时，可以实现合成孔径激光成像雷达空间远场光信号的接收。

由第一孔径光阑21和第二孔径光阑22调节的第一光电探测器和第二光电探测器的接收视场角或接收方向角为 ${\mathrm{\θ}}_r=2.44\frac{\mathrm{\λ}}{d},$ 相当于合成孔径激光成像雷达光学天

线接收视场角 ${\mathrm{\θ}}_L=2.44\frac{\mathrm{\λ}}{M_{1}d},$ 式中：可见θ_L和d成反比关系，减小或者增大孔径光阑d可以增大或减小光学接收天线视场，从而起到调节接收天线方向性的作用，如图3所示。

光电探测器一般应当放在接收转像望远镜出瞳平面上，光电探测器可以离开望远镜出瞳平面一定距离，当光电探测器离开望远镜出瞳平面距离较大时，应当采用转像光学系统。

请参阅图4，图4是本发明另一实施例，用光纤器件发射或接收系统时一种通用性的合成孔径激光成像雷达光学天线一个的系统示意图。当激光发射光源是光纤放大器或光纤放大器1A时，所述的光纤放大器或光纤放大器1A的光纤发射端口处于所述的准直透镜2A的后焦面位置上。当光纤系统用于光学接收部件时，即所述的第一光电探测器23和第二光电探测器24改用光纤系统作光学接收部件，则在所述的第一孔径光阑21之后设置第一会聚透镜2B和第一光纤接收系统1B，在所述的第二孔径光阑22之后设置第二会聚透镜2C和第二光纤接收系统1C。

合成孔径激光成像雷达的激光光源为光纤激光器或光纤放大器1A时，发射的激光光束由准直透镜2A准直后，经过第一半波片2和第一偏振分光棱镜3，被第一偏振分光棱镜3反射的一路作为本机振荡激光光束经过第一四分之一波片4并由第一反射镜5返回后到达并透过第一偏振分光棱镜3输出本机振动激光光束，该第一偏振分光棱镜3透射的另一路作为发射激光光束依次经过发射次望远镜目镜6、次望远镜物镜7、次望远镜物镜偏离量8、第二偏振分光棱镜9、第二四分之一波片10、主望远镜目镜11、主望远镜物镜12和主望远镜出入瞳13射向目标，回波激光光束经原路返回至所述的第二偏振分光棱镜9，反射后的光束经第二反射镜14、第一接收转像透镜15、接收离焦量16、第二接收转像透镜17到达第三偏振分光棱镜18，所述的回波激光光束和所述的本机振荡激光光束通过第三偏振分光棱镜18合束，再经过第二半波片19并通过第四偏振分光棱镜20进行偏振分光，分别经过第一孔径光阑21后经过第一会聚透镜2B会聚后由第一光纤接收系统1B进行外差平衡接收，都是水平方向偏振的合成光束经第一孔径光阑21和第一会聚透镜2B会聚后由第一光纤接收系统1B进行外差接收，都是垂直方向偏振的合成光束经第二孔径光阑22和第二会聚透镜2C会聚后由第二光纤接收系统1C进行外差接收。

下面列举一个实施例的具体设计参数。

一个合成孔径激光成像雷达的孔径合成成像分辨率要求25mm，成像观察距离为100m。因此主望远镜物镜出入瞳面上的孔径光阑13的直径为Φ50mm。

设计主望远镜放大倍数M₁＝8，主望远镜物镜12口径为Φ100mm和焦距为1000mm，主望远镜目镜11的口径为Φ15mm和焦距为125mm。次望远镜目镜6的口径为4mm和焦距为30mm，次望远镜物镜7的口径20mm和焦距为150mm。第一接收转像透镜15和第二接收转像透镜17的焦距为100mm。

要使得照射目标的激光光束的曲率半径为8m，10m，12m，次望远镜物镜偏离量8的分别为15.7mm，16mm，16.37mm。接收转像望远镜的离焦量16为6.4mm。接收光电探测器前第一孔径光阑和第二孔径光阑的直径为2.5mm时，接收视场角为0.122mrad。当把孔径光阑的直径为2mm时，接收视场角为0.1525mrad，此时光电探测器的接收视场增大了30.5μrad。

Claims (10)

1.一种通用的合成孔径激光雷达光学天线，特征在于其构成是：包括激光光源(1)，沿该激光光源(1)发射的激光光束前进方向依次是第一半波片(2)和第一偏振分光棱镜(3)，被该第一偏振分光棱镜(3)分为反射光束和透射光束，该反射光束作为本机振荡激光光束经过第一四分之一波片(4)并由第一反射镜(5)返回后到达并透过第一偏振分光棱镜(3)射向第三偏振分光棱镜(18)，所述的透射光束作为发射激光光束，依次经过发射次望远镜目镜(6)、次望远镜物镜(7)、第二偏振分光棱镜(9)、第二四分之一波片(10)、主望远镜目镜(11)、主望远镜物镜(12)和主望远镜出入瞳面(13)射向目标，由目标返回的回波激光光束经原路主望远镜出入瞳面(13)、主望远镜物镜(12)、主望远镜目镜(11)和第二四分之一波片(10)，返回至所述的第二偏振分光棱镜(9)，由该第二偏振分光棱镜(9)反射的光束经第二反射镜(14)、第一接收转像透镜(15)、第二接收转像透镜(17)到达第三偏振分光棱镜(18)，该回波激光光束和所述的本机振荡激光光束通过第三偏振分光棱镜(18)合束，再经过第二半波片(19)，通过第四偏振分光棱镜(20)进行偏振分光，水平偏振的合成光束经第一孔径光阑(21)由第一光电探测器(23)进行外差接收，垂直偏振的合成光束经第二孔径光阑(22)由第二光电探测器(24)进行外差接收；

所述的主望远镜物镜(12)和主望远镜目镜(11)组成用于激光发射和接收的天线主望远镜，主望远镜物镜(12)的焦距为f₁，主望远镜目镜(11)的焦距为f₂，所述的主望远镜目镜(11)的后焦面和主望远镜物镜(12)的前焦面重合，主望远镜的放大倍数为M₁＝f₁/f₂，所述的主望远镜的出入瞳面(13)位于主望远镜物镜(12)的外焦面上，所述的主望远镜目镜(11)的外焦面为主望远镜的入出瞳面，所述的主望远镜的出入瞳面(13)与主望远镜的入出瞳面相互成像；

所述的次望远镜目镜(6)和次望远镜物镜(7)构成次望远镜，次望远镜物镜(7)的焦距为f₃，次望远镜目镜(6)的焦距为f₄，次望远镜物镜的出瞳面与主望远镜的入出瞳面重合，所述的次望远镜物镜(7)具有次望远镜物镜偏离量(8)，该次望远镜物镜偏离量为次望远镜物镜(7)偏移次望远镜不离焦状态下次望远镜物镜所在位置的距离；

所述的第一接收转像透镜(15)和第二接收转像透镜(17)组成一个接收4f转 像望远镜，第一接收转像透镜(15)和第二接收转像透镜(17)的焦距为f₅，第一接收转像透镜(15)的入瞳面与主望远镜的入出瞳面重合，该接收4f转像望远镜具有接收离焦量(16)。

2.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜和第三偏振分光棱镜均设定为水平偏振光束通过，而垂直偏振光束反射。

3.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第一四分之一波片(4)的角度设置使得从第一偏振分光棱镜(3)反射出的本机振荡激光光束从第一反射镜(5)返回到第一偏振分光棱镜(3)上的偏振旋转了90°而能够直接通过该第一偏振分光棱镜(3)。

4.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第二四分之一波片(10)的角度设置，使得透过第二偏振分光棱镜(9)的发射激光光束经过主望远镜发射，目标反射的回波由主望远镜接收的光束返回到第二偏振分光棱镜(9)上的偏振旋转了90°而能够被第二偏振分光棱镜(9)反射。

5.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的次望远镜物镜偏离量(8)Δl₁为：

或Δl₁＝0，

式中：z为合成孔径激光成像雷达到目标的距离，R为发射激光光束波面在距离z处的曲率半径，f₁为主望远镜物镜(12)的焦距，f₂为主望远镜目镜(11)的焦距，f₃为次望远镜物镜(7)的焦距。

6.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的接收4f转像望远镜的接收离焦量(16)Δl₂为：

或Δl₂＝0，

式中：z为合成孔径激光成像雷达到目标的距离，f₁为主望远镜物镜(12)的焦距，f₂为主望远镜目镜(11)的焦距，f₅为第一接收转像透镜(15)或第二接收转像透镜(17)的焦距。

7.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第一孔径光阑(21)和第二孔径光阑(22)具有孔径调节机构。 

8.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的光电探测器位于所述的接收4f转像望远镜的出瞳平面上，或在所述的光电探测器和所述的接收4f转像望远镜的出瞳平面之间设置转像光学系统。

9.根据权利要求1所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的激光光源(1)是光纤放大器(1A)，在所述的光纤放大器(1A)和所述的第一半波片(2)之间有准直透镜(2A)，所述的光纤放大器(1A)的光纤发射端口处于所述的准直透镜(2A)的后焦面上。

10.根据权利要求1至9任一项所述的通用的合成孔径激光雷达光学天线，其特征在于所述的第一光电探测器(23)和第二光电探测器(24)改用光纤系统作光学接收部件，则在所述的第一孔径光阑(21)之后设置第一会聚透镜(2B)和第一光纤接收系统(1B)，在所述的第二孔径光阑(22)之后设置第二会聚透镜(2C)和第二光纤接收系统(1C)。 

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