【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光学合成孔径望远镜、计算成像、信号处理和红外成像探测，尤其涉及一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像方法及系统。
技术介绍
1、光学系统的分辨率受限于衍射极限，则提升光学系统口径是提升分辨率的有效途径，因此，使用大口径单孔径望远镜可实现红外高分辨率成像。由此，为实现远距离高分辨率成像探测，需采用大口径望远镜，但目前大口径单孔径望远镜具有加工制造难度大、平台承载困难等问题。
2、基于拼接成像或干涉成像的光学合成孔径望远镜系统是大口径单孔径望远镜系统的有效替代方案，但是该方法首先需要通过机械结构等硬件设备实现光学合成孔径，然后采集接收光学合成孔径成像结果，这对系统的光路微调机构等硬件的精度提出了较高的要求。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本公开提供了一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像方法及系统。
2、根据本公开的第一个方面，提供了一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像方法，包括：
3、利用空间光调制器，对初始线偏振激光本振进行相位调制，得到正交相位调制激光本振；
4、在每个子镜模块中，
5、利用用于合束的消偏振分光棱镜，对上述正交相位调制激光本振和经傅里叶变换处理后的目标红外信号进行合束处理，得到合束信号，其中，上述子镜模块中的子镜用于对接收到的与运动目标对应的目标红外信号进行傅里叶变换处理，子镜阵列包括多个上述子镜模块；
6、利用直接阵列探测器接收上述合束信号，生成与
7、根据与上述子镜模块对应的全息图像和激光本振图像，构造与上述子镜模块对应的红外复图像，其中，上述激光本振图像是在遮挡上述子镜模块中子镜的情况下，上述直接阵列探测器采集得到的与上述正交相位调制激光本振对应的激光本振图像；
8、根据子镜阵列参数和目标距离参数，对与多个上述子镜模块各自对应的红外复图像进行合成孔径成像处理，得到与上述运动目标对应的合成孔径成像结果，其中，与多个上述子镜模块各自对应的红外复图像是在上述运动目标运动过程的同一时刻下得到的。
9、本公开的第二方面提供了一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像系统，包括：
10、空间光调制器，用于对初始线偏振激光本振进行相位调制，得到正交相位调制激光本振；
11、在每个子镜模块中，
12、用于合束的消偏振分光棱镜，用于对上述正交相位调制激光本振和经傅里叶变换处理后的目标红外信号进行合束处理，得到合束信号，其中，上述子镜模块中的子镜用于对接收到的与运动目标对应的目标红外信号进行傅里叶变换处理，子镜阵列包括多个上述子镜模块；
13、直接阵列探测器，用于接收上述合束信号，生成与上述子镜模块对应的全息图像；
14、计算模块，用于根据与上述子镜模块对应的全息图像和激光本振图像，构造与上述子镜模块对应的红外复图像，其中，上述激光本振图像是在遮挡上述子镜模块中子镜的情况下，上述直接阵列探测器采集得到的与上述正交相位调制激光本振对应的激光本振图像；
15、上述计算模块，还用于根据子镜阵列参数和目标距离参数，对与多个上述子镜模块各自对应的红外复图像进行合成孔径成像处理，得到与上述运动目标对应的合成孔径成像结果，其中，与多个上述子镜模块各自对应的红外复图像是在上述运动目标运动过程的同一时刻下得到的。
16、根据本公开提供的运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像方法及系统，将激光本振和空间光调制器相结合并利用直接阵列探测器对运动目标实现相干阵列功能，使得可以根据与子镜模块对应的全息图像和激光本振图像形成红外复图像，并基于子镜阵列参数和目标距离参数，在计算模块上即可实现对处于低速的运动目标的实时合成孔径成像；与传统大口径单孔径望远镜相比，本公开的方法大幅降低了设备制造难度；与传统光学合成孔径成像系统相比，本公开的方法具有微调机构等硬件精度要求低等特点，为未来大口径成像系统的研制提供了基础。
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1.一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子镜模块包括子镜、1/4波片、用于合束的消偏振分光棱镜、偏振片和直接阵列探测器；所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据与所述子镜模块对应的全息图像和激光本振图像，构造与所述子镜模块对应的红外复图像，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据子镜阵列参数和目标距离参数，对与多个所述子镜模块各自对应的红外复图像进行合成孔径成像处理，得到与所述运动目标对应的合成孔径成像结果，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述子镜阵列参数包括所述子镜的直径、焦距和多个所述子镜模块中子镜的排布情况，所述直接阵列探测器的像元尺寸、像元数量和积分时间，所述初始线偏振激光本振的波长；所述目标距离参数为在所述运动目标运动的初始时刻，所述运动目标与所述子镜阵列中子镜所在平面之间的距离。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，多个所述子镜模块中的子镜在同一平
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始线偏振激光本振采用连续波信号或者脉冲信号，所述脉冲信号的脉宽大于等于所述直接阵列探测器的积分时间；在所述初始线偏振激光本振采用所述脉冲信号的情况下， 所述初始线偏振激光本振通过信号发生器产生的同步信号实现与所述直接阵列探测器的同步工作。
9.一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像系统，包括：
10.根据权利要求9所述的系统，所述系统还包括：激光本振模块和信号发生器；所述激光本振模块包括激光器、准直器、用于分光的消偏振分光棱镜和空间光调制器；
...【技术特征摘要】
1.一种运动目标红外复图像形成与子镜阵列合成孔径成像方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子镜模块包括子镜、1/4波片、用于合束的消偏振分光棱镜、偏振片和直接阵列探测器；所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据与所述子镜模块对应的全息图像和激光本振图像，构造与所述子镜模块对应的红外复图像，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据子镜阵列参数和目标距离参数，对与多个所述子镜模块各自对应的红外复图像进行合成孔径成像处理，得到与所述运动目标对应的合成孔径成像结果，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述子镜阵列参数包括所述子镜的直径、焦距和多个所述子镜模块中子镜的排布情况，所述直接阵列探测器的像元尺寸、像元数量和积分时间，所述初始线偏振激光本振的波长；所述目标距离参数为在所述运动目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔岸婧，高敬涵，吴疆，李道京，王宇，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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