【摘 要】
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综合孔径辐射计牺牲了设备成像结构和处理的复杂度,得到了小体积、高分辨率、实时成像速度等优点,广泛应用于现代地球科学领域。因此为了有效降低系统复杂度,本文在提出基于延时相关的综合孔径辐射测量方法的基础上,对其进行成像误差校正研究。 首先,由微波辐射信号的非相干特性,引申出延时相关综合孔径中复相关的基本二元相关器,并在此基础上推导延时相关的基本原理。从结构上分析了基于延时相关综合孔径系统中的误差类型
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综合孔径辐射计牺牲了设备成像结构和处理的复杂度,得到了小体积、高分辨率、实时成像速度等优点,广泛应用于现代地球科学领域。因此为了有效降低系统复杂度,本文在提出基于延时相关的综合孔径辐射测量方法的基础上,对其进行成像误差校正研究。
首先,由微波辐射信号的非相干特性,引申出延时相关综合孔径中复相关的基本二元相关器,并在此基础上推导延时相关的基本原理。从结构上分析了基于延时相关综合孔径系统中的误差类型。
其次,基于实际系统不理想性会带来误差的情况,本文从仿真层次上构建了延时相关综合孔径系统。研究在亮温成像重建过程中,对其性能影响大的误差:混叠误差、互耦误差对成像图像的具体影响,在此基础之上探究延时相关成像技术中误差校正的基本方法,为后续数字域上的实验提供参考。
最后,本文完成了基于实际探测数据的成像实验,在51GHz综合孔径辐射计系统的平台上搭建延时相关系统,对采样后阵列通道的数字信号序列进行排列模拟出延时线,构建与之对应的延时相关数据。从通道复用数据的自相关函数特点出发,以理论延时相关成像作为判别标准,做了以下研究:
1)针对混叠误差,提出处理数据时调整无混叠延时时间的无混叠校正法。
2)针对互耦误差,在互耦误差影响较大的展源场景下,确定了相关度在延时相关里的重要性。对于弱相关的展源信号,用无混叠校正法和外部场景对消法进行联合校正,对于成像中出现旁瓣过大问题,提出加窗函数优化可见度函数的方法,增强其相关性。
3)针对模拟延时系统误差,则采取基于非对角元素差辅助源校正优化校正常规数据的方法。
实验结果表明,校正方法可以准确获取目标方位角信息,改善成像质量。
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