综合孔径辐射计亮温反演算法研究

综合孔径辐射计通过干涉测量技术反演目标辐射亮温图像,属于空域傅里叶变换范畴,其中相关运算中由各阵元之间传输延时造成的空间解相关效应,对亮温反演结果具有重要影响.文章从空域频率采样的角度分析了反演算法,同时探讨了 G 矩阵相关性以及空间解相关效应对亮温反演的影响.在传统的BG（Backus-Gilbert）算法基础上,提出了补偿空间解相关效应的方法,利用去相关矩阵对带宽、通道不一致性造成的误差进行了补偿.     

基于双模型的综合孔径辐射计成像反演方法

针对综合孔径成像中,基于单一模型的成像反演方法难以有效应对模型误差,进行准确图像重构的问题,提出了一种基于双模型(DM)的综合孔径成像反演方法,用于校正反演模型的参数误差,并对目标场景进行高精度的毫米波图像重构。鉴于傅里叶变换(MFFT)模型和G 矩阵(GM)模型参数敏感性不同的特性,提出的DM方法首先通过比较两种模型的重构误差,对存在误差的成像参数进行准确校正;然后在精确GM模型的基础上,借助改进的正则化方法重建出高精度的目标图像。经仿真实验证明,相比于传统的单模型成像方法,提出的DM方法能够有效校正成像模型的参数误差,并对目标场景进行高精度的毫米波图像重构。     

Ka波段毫米波综合孔径辐射计成像研究

华中科技大学电磁场与微波技术中心已经设计并研制出一套工作于Ka波段的16阵元一维毫米波综合孔径辐射成像系统HUST-ASR,样机采用了最小冗余稀疏直线阵列以及先进的数字相关技术。阵列幅相误差对综合孔径辐射计成像会产生严重影响,文中提出一种不增加系统硬件复杂度、易于实现的单外部辅助源校正方法,给出在辐射计低信噪比条件下的校正算法,并进行了成像试验验证。试验结果表明,该校正方法能够有效校正毫米波综合孔径辐射计的幅相误差,经过校正后的成像系统对自然场景实现了非常清晰的毫米波综合孔径亮温图像,空间分辨率达到0.64°,证明该系统具有良好的成像性能。     

一维综合孔径微波辐射计海温反演精度研究

星载一维综合孔径微波辐射计(1D-ASMR)利用天线阵代替传统辐射计的大天线,具有高空间分辨率和多入射角观测特点,是未来海温遥感的重要载荷.为评估1D-ASMR亮温测量误差EMb对海温反演精度的影响以及为卫星系统的设计提供依据,文中构建了1D-ASMR亮温仿真模型,采用多元线性回归算法(Multiple Linear ...     

一种扩大8 mm波段综合孔径辐射计成像视场的方法

针对8 mm波段综合孔径辐射计射频前端电尺寸较大、采用常规Y形阵列布局系统成像视场范围小的缺点,首先提出了一种星形天线阵列布局,它使可视度函数采样点之间的间隔变为天线单元间隔的一半,从而使系统的成像视场扩大到原来的两倍;然后,针对星形阵列可视度函数采样点缺失的问题,研究了背景对消与凸集投影相结合的图像反演算法,并进行了成像仿真.仿真结果验证了该反演算法的有效性.     

二维综合孔径微波辐射计成像理论与方法研究

本文在顺轨方向孔径综合技术的理论研究的基础之上,对星载二维成像综合孔径微波辐射计的成像理论进行了分析,讨论了二种不同的基线结构方案,并对相应的可见度函数采样方案和成像反演算法进行了讨论.最后通过数值模拟说明了本文提出的成像理论和基线结构方案具有可行性.     

综合孔径微波辐射计成像观测能力

对综合孔径微波辐射计成像观测原理进行了阐述,分析了综合孔径微波辐射计的灵敏度、积分时间、天线波束宽度、目标亮温、背景噪声温度、系统工作频率和目标等效截面等因素与系统作用距离的关系,对系统的目标观测能力进行仿真验证,探讨了阵列通道不一致等误差的补偿方法。研究成果将有助于综合孔径微波辐射计的实用化推进。     

BHU-2D干涉综合孔径微波辐射计反演算法研究

演算法比G矩阵反演算法具有更好的实用性和稳定性.     

一种扩大8 mm波段综合孔径辐射计成像视场的方法

针对8mm波段综合孔径辐射计射频前端电尺寸较大,采用常规Y形阵列布局系统成像视场范围小的缺点,首先提出了一种星形天线阵列布局,它使可视度函数采样点之间的间隔变为天线单元间隔的一半,从而使系统的成像视场扩大到原来的两倍;然后,针对星形阵列可视度函数采样点缺失的问题,研究了背景对消与凸集投影相结合的图像反演算法,并进行了成像仿真。仿真结果验证了该反演算法的有效性。     

综合孔径微波辐射计顺轨方向亮温反演算法的研究

本文利用卷积理论对综合孔径微波辐射计在顺轨方向的孔径综合进行了理论分析,给出了在一定条件下的基线设计,并且分别利用矩量法和基于Backus-Gilbert理论的线性算法两种数值方法进行了顺轨方向地物亮温的反演.数值模拟结果表明,在顺轨方向有效稀疏天线阵设计的基础上,亮温反演达到了很高的精度.     

星载合成孔径微波辐射计的反演公式

本文利用相关理论对星载合成孔径微波辐射计（简称SAMR）进行了详细的分析和探讨，给出它对地物辐射响应的一般表达式。当地物辐射源为非相关时，得到窄带SAMR对地物亮温度分布的反演公式。当地物辐射源为相关时，论述了辐射计的输出不含地物亮温度分布有用信息。     

基于改进CLEAN算法的毫米波综合孔径成像重建方法研究

在毫米波综合孔径成像中,当处理对象是扩展源时,得到的图像存在着条纹现象。提出了一种改进的CLEAN算法,将经过窗函数加权的阵列点散布函数用于CLEAN算法的解卷积过程。仿真结果表明,采用该算法对被点散布函数副瓣和噪声污染的毫米波综合孔径图像进行重建时,图像质量得到了进一步改善。     

综合孔径辐射计阵列中天线位置误差模型

在综合孔径可见度函数模型的基础上,推导了天线位置误差对可见度函数的影响。以一种交错Y形阵列为例对天线位置误差进行了分类研究,并针对其无法单独被校正的特性,采用了一种需利用外部辅助源的整体校正方法对其进行了校正仿真。仿真结果表明了这种方法的有效性。     

CGLS 算法在综合孔径微波辐射计中的应用

高效的反演成像算法是综合孔径微波辐射计的关键技术之一。由于综合孔径微波辐射计反演成像在数学上是病态的反问题,所以需要进行正则化处理以克服其病态特性而获得稳定的解。与直接正则化方法相比,共轭梯度最小二乘(Conjugate Gradients Least Squares, CGLS)迭代法具有无须明确正则化参数、无须对传递矩阵求逆等优点。提出将共轭梯度最小二乘法应用于综合孔径辐射计成像中,并基于全极化干涉式微波辐射计(Full Polarization Interferometric Radiometer, FPIR)系统,比较了其与经典的最小范数正则化的性能。仿真结果表明:与最小范数正则化相比,CGLS 正则化算法能有效降低FPIR 系统图像反演误差,以获取高精确度的观测场景的亮温分布满足FPIR 系统探测海面风场、海表面盐度和土壤湿度等应用需求。     

综合孔径微波辐射计信道误差分析与标定

本文首先建立了综合孔径微波辐射计的信道模型,在此基础上分析了信道的幅度相位不平衡以及信道间串扰对反演亮温的影响,并给出了系统仿真结果.本文还提出了一种新的系统定标方案,与传统定标方法相比,该方法可以非常方便的获取高精度的系统调制G矩阵用于亮温反演.     

微波辐射计的SIR图像重建算法

提出了图像重建可以提高微波辐射计分辨率,并对图像重建的SIR算法原理进行了研究;从采样间隔和迭代次数两方面分别对图像含噪声和不含噪声两种情况进行仿真验证.结果表明,SIR算法是一种有效的图像重建算法.