多光束傅里叶望远镜成像质量主要因素分析

　　1 引 言

　　在暗弱深空目标细节成像探测应用方面，由于受到大气湍流的影响，被动成像技术受到信噪比的限制，成像质量很难满足要求，而应用自适应光学对大气湍流进行自适应校正，系统成本过高。傅里叶望远镜采用多激光照明，单一孔径接收的方式，综合了主动照明成像和合成孔径等技术优势，由于采用多激光对目标进行照明，降低了对激光器功率的要求，同时接收装置采用相对便宜的定日镜。在同等成像质量情况下，整体系统价钱远低于自适应光学技术[1]。因此对于深空暗弱目标成像，傅里叶成像技术拥有独特的优势。

　　通过基于美国地球同步卫星主动成像实验平台( GLINT) 相应傅里叶成像技术的研究[2]以及国内相应文献报道[3]，傅里叶 3 光束方阵扫描技术已基本成熟。但为了获得足够多的目标的傅里叶分量信息，要求每次发射时发射光束的位置均不相同，而每次发射的时间都很短，故需要在很短的时间内实现光束切换。常规的 3 光束方阵发射望远镜扫描方式需要 1. 4 h 左右，不能满足对运动目标成像的要求。因此提出同时发射多光束，在获得足够的傅里叶分量的前提下减少整体扫描时间。T 形发射阵列相对于常规的方阵扫描方式，大大降低了切换的次数，相对而言缩短了成像的时间。

　　本文将基于 3 光束傅里叶方阵成像原理对影响6 光束 T 形发射阵列配置傅里叶成像系统质量的主要因素进行详细分析并给出计算机仿真重构图像，同时分析了发射阵列平面和空间频率平面的对应关系，以及发射器具体配置对成像质量的影响，最终得到了较好的傅里叶重构图像。

　　2 傅里叶望远镜成像原理

　　傅里叶望远镜是一项综合激光主动成像、光学合成孔径的高分辨率成像探测技术。基本工作原理为: 发射器同时发射 3 束或者多束激光照射目标，在目标表面形成干涉条纹; 通过在光束之间引入频移，使干涉条纹产生移动并扫描目标表面，从而对目标散射的回波信号进行时间

调制。根据标量衍射理论，散射回波中包含了目标傅里叶分量信息，傅里叶分量由发射器的间距和方向确定; 可以利用大面积非共相接收器接收经时间调制的散斑回波能量，然后通过解调得到相应的目标傅里叶分量。配置不同的发射器间距和方向可以得到不同的傅里叶分量，测量足够多的傅里叶分量之后，利用相位闭合和波前重构技术消除主要的随机相位误差，并经过傅里叶逆变换就可以得到目标的重构图像[4]。傅里叶望远镜系统的工作原理如图 1 所示。

　　3 多光束均匀阵列几何布局