国内外激光雷达半实物仿真的研究

在激光成像雷达技术方面，目前APD 阵列探测器的规模已经达到了256×256 甚至更大。然而，对于激光成像雷达，作用距离越大，要求的激光器输出功率也要增大，这样导致系统的功耗和体积增大。

国外激光成像制导技术呈多波段、多成像体制、多种探测方式全面应用的发展趋势，因此对应不同类型的激光成像探测器其激光成像制导半实物仿真试验方案也不完全一致。国外已经建成了激光成像制导仿真系统。激光雷达回波目标模拟器是激光雷达半实物仿真系统的关键部件，其作用是生成半实物仿真试验所必需的目标和背景回波信号。

目前国外关于目标回波信号生成技术主要有：直接电信号注入、光学场景投影、光学微机电系统(MEMS)微镜阵列。

直接电信号注入技术绕过了被试激光成像雷达的光电探测系统，直接将生成的回波电信号注入至被试激光成像雷达的信号处理机构。直接电信号注入技术需要额外的仿真模块来模拟光电探测系统的影响，因而不能验证和测试被试激光成像雷达的全部性能。

光学场景投影技术是将含有目标距离信息的光学回波信号通过光学系统直接投影至被试激光成像雷达的接收光学系统的入瞳处。基于光学场景投影技术的激光回波模拟器需要为探测器每一个探测像元提供一路回波信号，并且需要通过扫描的方式来生成大阵列的距离图像，这样增加了系统的复杂度和体积。
2003 年，BAE 系统公司提出了基于光学MEMS 微镜阵列的激光回波模拟器，其工作原理与光学场景投影技术相似，采用垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列作为光源，以MEMS 微镜阵列作为图像投影器。这种技术相比于光学场景投影技术降低了系统的成本和体积，然而这种方式目前只是停留在概念设计和分析阶段，并且没有关于这种方式的进一步报道。
国内在基于盖革模式 APD 作为探测器的激光雷达研究开始较晚，探测器还没有在实际中得到应用。2010 年，哈工大王飞等讨论了盖革模式APD作为探测器的光子雷达测距精度的影响因素，得到回波脉冲强度和脉冲宽度对精度的影响大于其他因素的结论。上海技物所郭英等利用盖革模式探测器对成像系统进行了原理验证，实现了对目标的三维成像。
在激光成像制导仿真方面，不外乎上述3 种激光目标回波信号生成方法，相比于直接电信号注入和光学MEMS 微镜阵列，光信号投影仍然是实现光学回波信号生成最为合适的方法。