合成孔径激光雷达(SAL)应用了合成孔径技术,是一种采用激光器作为辐射源的高分辨率成像雷达,由于工作频率远高于微波,对于相对运动速度相同的目标可产生更大的多普勒频移,因此可以获得比微波合成孔径雷达更高的成像分辨率。　　 因为光波波长较短,所以合成孔径激光雷达与微波合成孔径雷达对目标进行探测时所采用的技术和方法有很大的区别。相干目标回波处理是合成孔径的关键技术,任何物理机制导致目标回波产生随机相位变化,都会造成SAL匹配滤波器的失效。综合起来,主要有三个产生随机相位的潜在因素:激光器发射频率的不稳定性、大气湍流、雷达目标的反射引起的散斑效应。本文主要讨论的是大气湍流引起的随机相位变化对聚束SAL成像质量的影响,理论推导了大气湍流对聚束式SAL的距离向分辨率基本无影响,只对方位向分辨率有影响,且湍流相当于系统方位向的低通滤波器,湍流越大,大气相干长度就越短,当合成孔径长度与大气相干长度比值大于1,大气湍流就抑制了方位向的高分辨,随着湍流的增大,成像质量也不断变差。　　 本文首先用谱反演法模拟随机相位屏,然后将多层随机相位屏叠加模拟大气湍流,用Matlab软件仿真了理想机载单站聚束SAL在无湍流、弱湍流、中等湍流和强湍流等情况下点目标以及扩展目标成像,仿真图像表明大气湍流对合成孔径激光雷达成像的方位分辨率有严重影响,而且,湍流越强,图像方位向分辨率越差。针对湍流造成的合成孔径激光雷达图像方位向分辨率降低,采用相位梯度自聚焦(PGA)算法对合成孔径激光雷达图像进行了方位向补偿,结果有效地改善了图像的聚焦效果,提高了成像质量。最后分析总结了SAL的其他影响因素。　　 论文的工作为进一步对SAL通过湍流成像进行理论研究和实验研究打下了基础。虽然目前在工程上实现SAL还存在技术上的难题,但是SAL成像在国际国内已经获得了实验室验证,相信随着激光技术以及雷达技术的不断发展,SAL将会在经济生活和国防领域获得应用。