基于統(tǒng)計(jì)推斷的綜合孔徑輻射計(jì)反演方法研究
發(fā)布時間:2021-04-05 14:25
熱力學(xué)定律表明任何溫度在絕對零度以上的物質(zhì)都會向外界輻射電磁能。在微波/毫米波波段,用于測量物質(zhì)熱輻射信號的高靈敏度被動式接收機(jī)稱為微波輻射計(jì)。綜合孔徑輻射計(jì)屬于一類輻射計(jì)陣列系統(tǒng),它通過分布式小口徑天線的“孔徑綜合”實(shí)現(xiàn)虛擬“大口徑”,能達(dá)到與最大填充尺寸相同的實(shí)孔徑的空間分辨率;它同時具備“凝視”成像能力,通過干涉式接收處理體制能有效獲取觀測視場范圍內(nèi)的輻射亮溫分布。目前,綜合孔徑輻射計(jì)系統(tǒng)已在射電天文、地球遙感、安全檢查、軍事偵察等領(lǐng)域的相關(guān)研究工作中發(fā)揮重要作用。微波輻射計(jì)測量物質(zhì)輻射亮溫的過程是一個對隨機(jī)熱輻射信號的能量累積過程,其有效輸出的物理量對應(yīng)為熱輻射信號的功率。綜合孔徑輻射計(jì)采用天線陣列,對空間中傳播到各個單元天線口面處的熱輻射電壓信號實(shí)施干涉測量,完成信號的相關(guān)接收處理過程,并獲得空間頻率域的可見度函數(shù)。本文以可見度函數(shù)作為研究工作的起點(diǎn),針對綜合孔徑輻射測量應(yīng)用中存在的輻射亮溫圖像重建問題和射頻干擾源定位問題,主要的研究內(nèi)容涉及以下幾個方面:本文針對確定性正則化方法在求解不適定反問題過程中存在的局限性,在概率理論和Hilbert空間理論的交叉理論背景下,提出了一...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:139 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1福射干涉測量示意圖??如圖2-1所示,在位于場景平面內(nèi)的延展福射源上取足夠小的一個面元3^7?(可??視為點(diǎn)福射源),觀測平面平行于場景平面且間距為巧,A(王i,%,0)和(抑,2/fc,0)??
j?i=l?k=l??圖2-3列舉了H種典型的空間頻率采樣點(diǎn)分布的情況,這H種形式是目前較為常見??的SAIR系統(tǒng)的空間頻率采樣方式。由于離散空間頻率采樣點(diǎn)與可見度函數(shù)?對??;?????.?■?I?S,??S,?I?I?I?-?—??4???4?4-?■?■二??■??3.'????—??3.....????.?'.?.......?3????2-?2?2.?*.????????????*??1?......?i?????1?????.?.?I?????■????????????????????>?0?????垂?????????-r'?...?i?■?—1.?:?.?-1??i..?.?-2?*?T???????*???*?■??-2???-3.?-2-?;??????????????????.???.????一?■?????????■?-4-????!? ̄二 ̄ ̄; ̄ ̄0?1?2?3?4?S?單 ̄^ ̄^ ̄^?0?1?2?3?4?5?-5?-4?-3?-2?-1?0?1?2?3?4?5??;?u?U?U??I?(a)矩形格點(diǎn)空間頻率覆蓋?(b)六邊形格點(diǎn)空間頻率覆蓋?(C)非均勻格點(diǎn)空間頻率覆蓋??圖2-3空間頻率采樣覆蓋示意圖??應(yīng),同時考慮可見度函數(shù)的加窗處理過程[口5],因此實(shí)際的修正亮溫于'怡q)與可見??23??
(即單位圓《2?+滬^?1內(nèi)的場景)能保證天線陣列接收整個47T空間內(nèi)場景福射信??號,但在實(shí)際應(yīng)用中,通常選。茫迹眮頂U(kuò)展AF-FOV的范圍,W減小混疊誤差的??影響。圖2-4直觀地體現(xiàn)了最長基線采樣(Umaz,tWr)和最短基線采樣(Umin,Umin)??分別對上述空間角度分辨率、AF-FOV的作用關(guān)系。??在微波福射測量領(lǐng)域,靈敏度(福射測量分辨率)定義為福射計(jì)輸出端能檢測??到的最小亮溫變化W。對于綜合孔徑干涉式福射測量而言,空間頻率覆蓋還是影響??SAIR靈敏度的重要因素,冗余的可見度采樣可W降低測量噪聲,并可L:i>利用可見度??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太赫茲波近場成像綜述[J]. 劉宏翔,姚建銓,王與燁,徐德剛,賀奕焮. 紅外與毫米波學(xué)報. 2016(03)
[2]基于高速數(shù)字相關(guān)器的太赫茲干涉儀系統(tǒng)研究[J]. 韓東浩,劉浩,吳季,吳瓊之,張德海,陸浩,張穎. 電子與信息學(xué)報. 2016(04)
[3]被動毫米波實(shí)時成像技術(shù)[J]. 苗俊剛,鄭成,胡岸勇,姚現(xiàn)勛. 微波學(xué)報. 2013(Z1)
[4]綜合孔徑微波輻射計(jì)光學(xué)實(shí)時信號處理系統(tǒng)[J]. 胡岸勇,白明,苗俊剛. 紅外與毫米波學(xué)報. 2012(04)
[5]深空探測VLBI技術(shù)綜述及我國的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 朱新穎,李春來,張洪波. 宇航學(xué)報. 2010(08)
[6]Ka波段毫米波綜合孔徑輻射計(jì)成像研究[J]. 陳柯,朱耀庭,郭偉,李青俠,桂良啟,靳榮. 微波學(xué)報. 2010(02)
[7]8mm波段二維綜合孔徑微波輻射計(jì)(BHU-2D)[J]. 薛永,苗俊剛,萬國龍. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2008(09)
[8]毫米波末制導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 常軍,楊勇,任培宏,黃秀瓊. 電訊技術(shù). 2008(03)
[9]L波段數(shù)字相關(guān)綜合孔徑輻射計(jì)的研制[J]. 陳柯,郭偉,桂良啟,郎量. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(01)
[10]毫米波輻射計(jì)制導(dǎo)[J]. 張俊榮. 微波學(xué)報. 1997(04)
博士論文
[1]綜合孔徑微波輻射成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳柯.華中科技大學(xué) 2010
本文編號:3119798
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:139 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1福射干涉測量示意圖??如圖2-1所示,在位于場景平面內(nèi)的延展福射源上取足夠小的一個面元3^7?(可??視為點(diǎn)福射源),觀測平面平行于場景平面且間距為巧,A(王i,%,0)和(抑,2/fc,0)??
j?i=l?k=l??圖2-3列舉了H種典型的空間頻率采樣點(diǎn)分布的情況,這H種形式是目前較為常見??的SAIR系統(tǒng)的空間頻率采樣方式。由于離散空間頻率采樣點(diǎn)與可見度函數(shù)?對??;?????.?■?I?S,??S,?I?I?I?-?—??4???4?4-?■?■二??■??3.'????—??3.....????.?'.?.......?3????2-?2?2.?*.????????????*??1?......?i?????1?????.?.?I?????■????????????????????>?0?????垂?????????-r'?...?i?■?—1.?:?.?-1??i..?.?-2?*?T???????*???*?■??-2???-3.?-2-?;??????????????????.???.????一?■?????????■?-4-????!? ̄二 ̄ ̄; ̄ ̄0?1?2?3?4?S?單 ̄^ ̄^ ̄^?0?1?2?3?4?5?-5?-4?-3?-2?-1?0?1?2?3?4?5??;?u?U?U??I?(a)矩形格點(diǎn)空間頻率覆蓋?(b)六邊形格點(diǎn)空間頻率覆蓋?(C)非均勻格點(diǎn)空間頻率覆蓋??圖2-3空間頻率采樣覆蓋示意圖??應(yīng),同時考慮可見度函數(shù)的加窗處理過程[口5],因此實(shí)際的修正亮溫于'怡q)與可見??23??
(即單位圓《2?+滬^?1內(nèi)的場景)能保證天線陣列接收整個47T空間內(nèi)場景福射信??號,但在實(shí)際應(yīng)用中,通常選。茫迹眮頂U(kuò)展AF-FOV的范圍,W減小混疊誤差的??影響。圖2-4直觀地體現(xiàn)了最長基線采樣(Umaz,tWr)和最短基線采樣(Umin,Umin)??分別對上述空間角度分辨率、AF-FOV的作用關(guān)系。??在微波福射測量領(lǐng)域,靈敏度(福射測量分辨率)定義為福射計(jì)輸出端能檢測??到的最小亮溫變化W。對于綜合孔徑干涉式福射測量而言,空間頻率覆蓋還是影響??SAIR靈敏度的重要因素,冗余的可見度采樣可W降低測量噪聲,并可L:i>利用可見度??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太赫茲波近場成像綜述[J]. 劉宏翔,姚建銓,王與燁,徐德剛,賀奕焮. 紅外與毫米波學(xué)報. 2016(03)
[2]基于高速數(shù)字相關(guān)器的太赫茲干涉儀系統(tǒng)研究[J]. 韓東浩,劉浩,吳季,吳瓊之,張德海,陸浩,張穎. 電子與信息學(xué)報. 2016(04)
[3]被動毫米波實(shí)時成像技術(shù)[J]. 苗俊剛,鄭成,胡岸勇,姚現(xiàn)勛. 微波學(xué)報. 2013(Z1)
[4]綜合孔徑微波輻射計(jì)光學(xué)實(shí)時信號處理系統(tǒng)[J]. 胡岸勇,白明,苗俊剛. 紅外與毫米波學(xué)報. 2012(04)
[5]深空探測VLBI技術(shù)綜述及我國的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 朱新穎,李春來,張洪波. 宇航學(xué)報. 2010(08)
[6]Ka波段毫米波綜合孔徑輻射計(jì)成像研究[J]. 陳柯,朱耀庭,郭偉,李青俠,桂良啟,靳榮. 微波學(xué)報. 2010(02)
[7]8mm波段二維綜合孔徑微波輻射計(jì)(BHU-2D)[J]. 薛永,苗俊剛,萬國龍. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2008(09)
[8]毫米波末制導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 常軍,楊勇,任培宏,黃秀瓊. 電訊技術(shù). 2008(03)
[9]L波段數(shù)字相關(guān)綜合孔徑輻射計(jì)的研制[J]. 陳柯,郭偉,桂良啟,郎量. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(01)
[10]毫米波輻射計(jì)制導(dǎo)[J]. 張俊榮. 微波學(xué)報. 1997(04)
博士論文
[1]綜合孔徑微波輻射成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳柯.華中科技大學(xué) 2010
本文編號:3119798
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