空間目標(biāo)激光相干探測技術(shù)研究.pdf

1、空間目標(biāo)探測是當(dāng)前空間活動中必不可少的部分，對航天器具有威脅的1-10cm的空間目標(biāo)的檢測是重中之重。針對該類型的空間目標(biāo)的探測，本文設(shè)計出收發(fā)合一的空間目標(biāo)探測的相干探測光學(xué)系統(tǒng)。該探測系統(tǒng)采用激光雷達的發(fā)射/接收形式、相干探測的檢測方案和閉環(huán)波前畸變補償系統(tǒng)。整篇文章均圍繞該系統(tǒng)進行研究與分析，致力于提高整個系統(tǒng)的相干探測性能。
　　 (1)廣泛查閱國內(nèi)外各種文獻與資料，對空間目標(biāo)探測的現(xiàn)狀和目前的技術(shù)狀況進行了全面的介紹。

2、通過分析與比較，設(shè)計出了收發(fā)合一的空間目標(biāo)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用相干技術(shù)進行微弱接收信號的探測，同時使用閉環(huán)控制波前補償由湍流引起的波前畸變。
　　 (2)針對空間目標(biāo)探測，推導(dǎo)出了激光雷達探測方程。對該雷達方程中的大氣損耗、激光遠場發(fā)散角、接收天線孔徑、空間目標(biāo)距離和空間目標(biāo)姿態(tài)角等參數(shù)進行了分析，并通過數(shù)值仿真得出上述參數(shù)對接收功率影響的理論值。
　　 (3)對于激光雷達的相干檢測系統(tǒng)，分析導(dǎo)出了相干檢測的外差效率理論

3、表達式，然后得出信噪比與外差效率成正比的關(guān)系。通過對大氣湍流和背向散射光的分析，得出了接收信號光的理論表達式。著重分析了系統(tǒng)參數(shù)和大氣湍流（采用Zernike多項式進行湍流波前的模擬）對外差效率產(chǎn)生影響。為使外差效率最大，我們通過數(shù)值仿真得到了系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方案。
　　 (4)分析比較了各種現(xiàn)有的波前補償技術(shù)，提出了能顯著提高相干探測性能的基于梯度下降算法的補償系統(tǒng)，并從理論上證明了梯度下降補償算法的收斂性。對并行隨機微擾梯度預(yù)