实验采用的菲涅耳望远镜合成孔径成像雷达光路如图12-4所示，分成上、下两部分。其中上半部分为发射装置，主要包含激光光源、偏振分束棱镜、透镜、λ／2波片、2D扫描振镜以及信号源；下半部分为接收装置，主要包含接收望远镜、偏振分束器、λ／2波片、λ／4波片、2×4 90°光学桥接器、平衡探测器以及模数转换器。

根据图12-4所示光路搭建了实验室原理验证装置，目标为静态目标，工作模式采用2D扫描方式。发射装置：照明光源为532 nm的单频单模线偏振激光，输出功率为300 mW，目标面光斑直径为30 mm，照明半径分别为R1=2 m和R2=3 m即等效曲率半径为Reff=6 m。2D扫描振镜（NewportFSM300）采用三角波作为驱动信号以实现照明光斑2D匀速扫描，光斑水平方向扫描频率为20 Hz，竖直方向扫描频率为10 m Hz。

接收装置：接收望远镜口径为50 mm。两路平衡接收机输出电信号经过数字采样后存入计算机并进行处理。目标面距离为4.3 m。

1）点目标成像实验

对0.3 mm×0.3 mm尺寸的点目标进行了成像实验。结果如图12-5所示，其中图12-5（a）和（b）分别对应点目标回波信号的同相通道、90°相移通道振幅分布。图12-5（c）为经过匹配滤波之后重构出的目标图像，图像尺寸为0.4 mm×0.35 mm。由前面分析可知，本雷达的理论成像分辨率（圆照明光斑）为0.26 mm。因此目标点从0.3 mm×0.3 mm成像为0.4 mm×0.35 mm是合理的。

图12-5　成像结果

（a）点目标反射回波同相通道振幅分布；（b）点目标反射回波90°相移通道振幅分布；（c）复数化振幅分布经匹配滤波后得到的目标图像(www.daowen.com)

2）字符目标成像实验

同样实验条件下对字符目标进行了成像实验，字符为“光”字符尺寸5 mm×5 mm，线宽约为1 mm，材料为反光纸。结果如图12-6所示。

图12-6　汉字“光”成像结果

（a）反射回波同相通道振幅分布；（b）反射回波90°相移通道振幅分布；（c）目标图像；（d）复数化振幅分布经匹配滤波后得到的目标图像

实验中汉字“光”的像上出现较强的光强不均匀现象，一个直接的原因是目标反射纸表面反射率不均匀，但是主要是由漫反射目标的激光散斑效应导致的。一般而言散斑导致接收回波的振幅分布和相位分布的随机性，由于本雷达的波面差动特性其相位随机性能够被抑制，而只存在振幅随机性的影响。

本实验条件下对于0.26 mm×0.26 mm的目标分辨单元的平均散斑尺度为9 mm×9 mm，相当于在光学接收直径50 mm上平均有两个散斑，散斑造成的接收光强波动是明显的。