基于先验信息的综合孔径辐射计误差校正方法

误差会严重影响综合孔径微波辐射计的成像性能,需要进行校正.但是,随着系统工作频率的提高和阵列尺寸的扩大,校正难度越来越大.文中提出一种基于先验信息的综合孔径微波辐射计误差校正方法.该校正方法包括一个基于先验信息的校正矩阵以及一种基于先验信息的CLEAN算法.首先,该校正方法将含有误差的系统响应作为先验信息构造校正矩阵,并校正得到初步的反演图像;然后,利用上述先验信息估计系统的阵列因子并代入基于先验信息的CLEAN算法,校正图像中剩余的误差.仿真和实验结果表明该校正方法能有效提高综合孔径微波辐射计的成像质量.该校正方法可以在图像反演过程中全面校正综合孔径微波辐射计的误差,降低对校正系统的硬件性能要求,适用于大阵列毫米波综合孔径微波辐射计的校正误差.     

一种新的综合孔径辐射计误差校正方法

综合孔径辐射计误差会严重影响系统的性能。文中提出了一种新的接收机误差校正方法。该方法包括一个校正矩阵和一种自动校正通道频率响应变化的方法。校正矩阵通过测量系统天线范围内的冲击响应得到。除了基线消条纹误差,该校正矩阵可以在图像重建过程中校正其他的接收机误差。自动校正方法则可以校正通道幅度和相位的时变误差。该方法能简化校正的步骤,减小了校正系统引入的额外误差。仿真结果表明,该校正方法能很好地改善综合孔径辐射计的成像质量。     

毫米波热辐射阵列的空间谱估计阵列误差模型研究

将空间谱估计算法应用于毫米波热辐射阵列接收系统对目标进行超分辨率探测,需要解决目标热辐射信号弱及阵列误差使性能下降这两个主要问题.为此,建立了低信噪比阵列误差模型,该模型综合考虑了通道幅相误差对信源和通道噪声的影响,推导出由它们所造成的阵列接收数据自相关矩阵的特征值扰动范围和信号特征向量空间误差距离.利用该模型提出了一种通道幅相误差校正算法,使得高分辨率的空间谱估计算法能够很好地应用于毫米波热辐射阵列接收系统,并通过实验验证了新模型及校正算法的正确性和有效性.     

毫米波热辐射阵列的空间谱估计误差模型研究

将空间谱估计算法应用于毫米波热辐射阵列接收系统对目标进行超分辨率探测,需要解决目标热辐射信号弱及阵列误差使性能下降这两个主要问题.为此,建立了低信噪比阵列误差模型,该模型综合考虑了通道幅相误差对信源和通道噪声的影响,推导出由它们所造成的阵列接收数据自相关矩阵的特征值扰动范围和信号特征向量空间误差距离.利用该模型提出了一种通道幅相误差校正算法,使得高分辨率的空间谱估计算法能够很好地应用于毫米波热辐射阵列接收系统,并通过实验验证了新模型及校正算法的正确性和有效性.     

用于综合孔径成像的冗余基线校正方法

在综合孔径成像系统中,环境或载体平台振动等因素会引起综合孔径阵列中各子孔径相位误差,从而引起图像质量变差,相位误差的实时校正对于提高综合孔径系统成像质量有重要作用。冗余基线校正的方法可以实现综合孔径阵列相位误差自校正。这种方法在实际应用中不需要对目标建立模型就可以校正综合孔径系统的相位误差,并且可以应用于多种波段的综合孔径成像系统中,在空间探测和对地观测中具有广泛的应用前景。     

高灵敏度多倍冗余综合孔径辐射计

针对给定空域亮温成像的辐射计在成像时间受限条件下温度灵敏度难以提高的问题,在分析典型辐射计成像体制温度灵敏度基础上,提出了通过增大阵列稀疏比提高综合孔径辐射计温度灵度的方法.设计了一种具有多倍冗余基线的稀疏阵列配置,阵面单元可构成多个T型稀疏子阵,每个T子阵独立实现综合孔径辐射计亮温图像重构,并通过多幅亮温图像平均提高...     

干涉合成孔径辐射计的相位误差分析

干涉合成孔径辐射计是一种被动成像手段,可以根据目标和背景的亮温差别,实现目标探测功能,在揭露伪装、发现隐蔽目标方面有应用价值。介绍了干涉综合孔径辐射计成像基本原理,给出了一种毫米波干涉综合孔径成像系统的系统结构,分析了通道间相位误差对其性能的影响,设计了消除相位误差的校准方案,并对校准方案进行了仿真分析。     

一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法

针对毫米波热辐射信号弱的问题,该文提出一种对存在阵元幅相、位置误差的线阵进行校正的方法。该文基于低信噪比(SNR)的阵列误差模型,利用单个校正源,其信源方向未精确已知,通过旋转天线阵列在多个校正方位测得校正数据,并估计出阵元幅相、位置误差参数,从而对阵列中的阵元幅相、位置误差进行联合校正。该方法运算复杂度低,具有较高的估计精度,校正性能良好。理论分析和计算机仿真结果表明了该文方法的有效性。     

低信噪比的接收通道阵列幅相误差校正方法

针对低信噪比情况,建立了新的接收阵列误差模型,提出了一种改进单辅助源通道阵列幅相误差校正算法.该算法利用自相关矩阵对角线部分求解通道幅度误差,用最小二乘法对上三角部分求解通道相位误差.仿真结果表明:在低信噪比时,改进校正算法性能明显优于传统校正算法,在高信噪比时,2种算法残差均非常小.实验结果表明:利用改进的校正算法对综合孔径辐射计进行校正后所得的图像边界清晰、干扰较少,与实际亮温对应较好,明显优于采用传统校正算法进行校正后所得的图像.     

基于单特显点目标回波的阵列3D SAR 幅相误差一致性校正方法研究

阵列3D SAR 技术以实孔径和合成孔径相结合的方式,实现对观测场景目标的3 维分辨。实际阵列SAR系统接收回波中不可避免地存在多通道幅相误差问题,直接成像处理会造成重建的雷达图像质量降级。该文建立了考虑幅相误差的阵列3D SAR 回波模型,提出了一种基于单特显点目标回波进行阵列幅相误差估计的方法,并针对阵列3D SAR 应用,提出了对幅相误差进行补偿的数据处理流程,最后通过仿真和实际数据处理对提出的模型和方法进行了验证。      

Signal Level Simulation Modeling for Antenna Array of Aperture Synthesis Radiometer Based on the Equivalent Complex Baseband Representations

This paper presents a signal-level simulation model for simulating the process that antenna array of Aperture Synthesis Radiometer (ASR) collecting thermal radiation and transforming thermal radiation signal into radio frequency (RF) signal. By using the equivalent complex baseband signals to represent the practical thermal radiation and RF signals, simulation efficiency is improved significantly. The statistic characteristics of simulation results are found to match the corresponding theoretical analysis well. Results of an imaging simulation experiment show that this model can be employed in ASR system-level simulator design.     

Design of 8mm-band Aperture Synthetic Radiometer and Imaging Experiment

An aperture synthetic radiometer (ASR) based on interferometric technology is a new type of passive microwave imaging instrument, which has high spatial resolution. Restricted by devices performance and operating wavelength, however, the system design is difficult at MMW band. In this paper, an 8mm-band aperture synthetic radiometric imaging system based on minimum-redundancy linear array is described, the performance specification of the instrument is analyzed. The preliminary imaging experiment result shows that the system has good passive MMW imaging (PMMWI) performance, indicating a bright outlook for the development of this technique in the future.     

基于波束优化赋形方法的斜视星载SAR模糊抑制研究

距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊（距离和方位模糊）抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比（Ambiguity to Signal Ratio,ASR）指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥（Quadratic Cone Programming,QCP）优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。     

盖革模式APD阵列在激光雷达技术中应用

激光雷达技术是成像前沿技术之一,基于盖革模式APD焦平面阵列的三维成像激光雷达以其高灵敏度、高距离分辨率、高成像效率而成为国内外研究热点.本文介绍了美国麻省理工学院林肯实验室研发的盖革模式APD阵列的结构和性能.该APD阵列具有单光子探测能力,采用桥接集成技术增加了APD阵列的集成度,每个像素都有独立的计时电路距离信息直接读出.同时文中还给出了APD阵列激光雷达在伪装目标识别、广域地形三维成像方面的最新研究成果.旨在为我国激光雷达技术研究与传感器选择方面提供参考.     

SAR imaging via modern 2-D spectral estimation methods

Discusses the use of modern 2D spectral estimation algorithms for synthetic aperture radar (SAR) imaging. The motivation for applying power spectrum estimation methods to SAR imaging is to improve resolution, remove sidelobe artifacts, and reduce speckle compared to what is possible with conventional Fourier transform SAR imaging techniques. This paper makes two principal contributions to the field of adaptive SAR imaging. First, it is a comprehensive comparison of 2D spectral estimation methods for SAR imaging. It provides a synopsis of the algorithms available, discusses their relative merits for SAR imaging, and illustrates their performance on simulated and collected SAR imagery. Some of the algorithms presented or their derivations are new, as are some of the insights into or analyses of the algorithms. Second, this work develops multichannel variants of four related algorithms, minimum variance method (MVM), reduced-rank MVM (RRMVM), adaptive sidelobe reduction (ASR) and space variant apodization (SVA) to estimate both reflectivity intensity and interferometric height from polarimetric displaced-aperture interferometric data. All of these interferometric variants are new. In the interferometric contest, adaptive spectral estimation can improve the height estimates through a combination of adaptive nulling and averaging. Examples illustrate that MVM, ASR, and SVA offer significant advantages over Fourier methods for estimating both scattering intensity and interferometric height, and allow empirical comparison of the accuracies of Fourier, MVM, ASR, and SVA interferometric height estimates.     

室温微测辐射热计太赫兹探测阵列技术研究进展(特邀)

在室温太赫兹探测技术领域中,热敏微桥结构的太赫兹探测器具有探测波段宽、阵列规模大、集成度高、实时成像等显著特点。文中对室温太赫兹探测技术、基于热敏材料的太赫兹探测技术国内外发展现状进行了综述,分析了基于氧化钒薄膜微桥结构的非制冷长波红外焦平面探测技术,存在着太赫兹波低吸收探测性能弱的不足,针对太赫兹波探测进行优化设计,同时介绍了电子科技大学在太赫兹探测阵列吸收结构方面的部分研究工作。     

Focal Plane Array Based on the InGaAs/InP Heterostructure for 3D Imaging in Short-Wave IR Range

Journal of Communications Technology and Electronics - A Russian-made focal plane array (FPA) for gated imager working in the short-wave IR range is presented. The FPA contains an array of...     

OPTIMIZATION ON ANTENNA PATTERN OF SPACEBORNE SAR WITH IMPROVED NSGA-Ⅱ

Optimization of antenna array pattern used in a spaceborne Synthetic Aperture Radar (SAR) system is considered in this study. A robust evolutionary algorithm, Non-dominated Sorting Genetic Algorithms (the improved NSGA-Ⅱ), is applied on a spaceborne SAR antenna pattern design. The system consists of two objective functions with two constraints. Pareto fronts are generated as a result of multi-objective optimization. After being validated by a test problem ZDT4, the algorithms are used to synthesize spacebor...     

一种基于宽带MIMO雷达时域成像的阵列布阵模型

多输入多输出(MIMO)霄达足近几年发展起来的一种新慨念雷达体制.为了进一步降低宽带MIMO雷达的阵列规模和硬件复杂度,使MIMO雷达成像技术实用化成为可能,结合改进型后向投影(BP)成像算法,提出了一种非均匀线阵成像系统阵列布阵模型.提出的阵列布阵模型通过成像系统方位向分辨率婴求和目标方位向成像场景大小确定阵元间距,使得系统的阵列规模和硬件复杂度显著降低.同时,时域成像算法的使用避免了频域算法存在的采样定理限制,有效增强了阵列设计的灵活性,并使得成像阵列规模和硬件复杂度得到进一步降低.最后仿真实验验证了该成像系统布阵模型的正确性和有效性.     

稀疏MIMO雷达实孔径三维成像技术

针对任意的多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)稀疏阵列提出了MIMO单快拍成像模式和相控阵多帧联合成像模式两种三维成像方法,并对两种模式下角度分辨率及信噪比(signal noise ratio, SNR) 进行了对比. MIMO单快拍成像模式角度分辨率等价于收发联合等效阵列;相控阵多帧联合成像模式的方向图等于发射方向图与接收方向图的乘积,同样也能获得收发联合等效阵列的角度分辨率;相控阵多帧联合成像模式与MIMO单快拍成像模式的SNR的比值为发射阵列数量. 讨论了稀疏阵列与均匀满阵之间的区别与联系,稀疏阵列的波束方向图等价于均匀满阵的二维加窗快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT),加窗使稀疏阵列方向图展宽. MIMO单块拍成像模式适用于对实时性要求高的应用场景,相控阵多帧联合成像模式适用于对SNR要求高的应用场景.