综合孔径微波辐射计阵列优化与反演成像技术研究

• 作 者: 陈后财
• 机 构: 杭州电子科技大学
• 出 处: 杭州电子科技大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 微波辐射计 反演成像 微波被动遥感 综合孔径天线 遗传算法 模拟退火算法

随着微波被动遥感技术的发展，综合孔径微波辐射计得到越来越广泛的研究和应用，综合孔径天线阵列优化和反演成像技术是提高综合孔径微波辐射计性能的关键因素，本文系统介绍了综合孔径微波辐射计的基本理论，并对综合孔径天线阵列优化、反演成像和信道补偿等关键技术进行了深入研究，取得了以下主要研究成果：　　
1、将遗传算法(GA)和综合孔径微波辐射计阵列技术相结合，以使阵列无冗余及阵列U-V频率覆盖点分布均匀为优化目标，开展了综合孔径阵列优化技术研究，并给出了16和32单元圆周阵列天线优化结果。通过与传统的利用模拟退火算法(SAA)的优化结果比较表明，该算法提高了阵列优化的效能。　　
2、在对综合孔径微波辐射计反演成像的傅立叶反演算法和Backus-Gilbert反演算法深入分析和研究的基础上，提出了一种基于视场细分的反演成像算法。此算法将视场细分成多个矩形子视场，并利用亮温反演的傅立叶反变换关系式求得一参数矩阵，并由此得到每个子视场的反演亮温。从理论上证明此种算法可使系统中不可消除误差分量对亮温反演的影响最小，且计算速度最快。并通过对不同算法仿真反演结果比较，进一步验证了该算法的正确性和有效性。　　
3、深入分析了信道幅度及相位不平衡误差，信道幅度及相位串扰误差，天线的位置误差，天线的方向图误差，复相关处理误差等综合孔径微波辐射计系统的主要信道误差，建立了各种信道误差模型，给出了各种信道误差的补偿方法及噪声的消除方法，并对补偿效能进行了仿真验证。　　
4、分析了天线阵列冗余度、系统灵敏度和空间分辨率三者之间的制约关系，给出了综合孔经微波辐射计探测目标亮温的性能，并利用16单元圆阵综合孔径微波辐射机对文中研究成果进行了试验验证。