空間目標(biāo)激光相干探測(cè)技術(shù)研究.pdf

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

2、通過分析與比較，設(shè)計(jì)出了收發(fā)合一的空間目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用相干技術(shù)進(jìn)行微弱接收信號(hào)的探測(cè)，同時(shí)使用閉環(huán)控制波前補(bǔ)償由湍流引起的波前畸變。
　　 (2)針對(duì)空間目標(biāo)探測(cè)，推導(dǎo)出了激光雷達(dá)探測(cè)方程。對(duì)該雷達(dá)方程中的大氣損耗、激光遠(yuǎn)場(chǎng)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(jìn)行了分析，并通過數(shù)值仿真得出上述參數(shù)對(duì)接收功率影響的理論值。
　　 (3)對(duì)于激光雷達(dá)的相干檢測(cè)系統(tǒng)，分析導(dǎo)出了相干檢測(cè)的外差效率理論

3、表達(dá)式，然后得出信噪比與外差效率成正比的關(guān)系。通過對(duì)大氣湍流和背向散射光的分析，得出了接收信號(hào)光的理論表達(dá)式。著重分析了系統(tǒng)參數(shù)和大氣湍流（采用Zernike多項(xiàng)式進(jìn)行湍流波前的模擬）對(duì)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(bǔ)償技術(shù)，提出了能顯著提高相干探測(cè)性能的基于梯度下降算法的補(bǔ)償系統(tǒng)，并從理論上證明了梯度下降補(bǔ)償算法的收斂性。對(duì)并行隨機(jī)微擾梯度預(yù)