[发明专利]一种综合孔径辐射计成像校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波遥感及探测技术领域，具体涉及一种综合孔径辐射计成像校正方法。

背景技术

校正技术尤其是相位校正技术对改善综合孔径辐射计成像效果有重要的作用。

一种典型的校正方法是G矩阵校正-反演方法，该方法通过测量成像系统对空间各点的响应，产生一个包含系统误差在内的矩阵，然后利用该矩阵进行反演从而减小误差对系统成像性能的影响。国际上已经存在或者正在研究的干涉式综合孔径系统如ESTAR、MIRAS、GeoSTAR大多采用这种方法，但是该方法存在以下几个缺点：一是G矩阵的测量耗时耗力，即使像ESTAR这样的5天线一维综合孔径小阵列，为了减小条件数使得反演过程稳定，也要测量空间90个点的系统响应，其测量不但需要额外的转台控制系统支持，而且时间较长；二是对于二维综合孔径而言，G矩阵将更大，所需的存储空间和计算耗时将是一个必须考虑的问题；三是由于G矩阵的测量耗时、存储和计算不便，因此测量的周期很长，难以保证实时校正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合孔径辐射计成像校正方法，该方法克服了G矩阵校正方法测量和计算复杂的缺点。

本发明提供的综合孔径辐射计成像校正方法，其步骤包括：

(1)采用N个天线组成天线阵列，接收场景和目标的微波热辐射信号，得到N路模拟信号，经放大、滤波、下变频和模数转换变换为N路数字复信号x_i(t)，i＝1，2，...，N，其中t为离散时间变量，N为大于1的整数；

(2)任意选择其中的两路信号x_n(t)、x_m(t)，1≤n≤N，1≤m≤N，利用公式(I)计算原始可见度V_raw：

V_raw＝E[x_n(t)x_m(t)]        (I)

(3)判断场景中是否包含人工目标，如果包含，去除人工目标，按照步骤(1)至(2)的方法，获取没有放置人工目标时的可见度V_b，然后进入步骤(4)，否则直接进入步骤(4)；

(4)利用公式(II)计算仅由自然场景和仅由人工目标产生的可见度V′_b；

(5)在视场内放置信号源/或者噪声源，采用以下步骤测量可见度输出V′_raw；

(5.1)采用上述天线阵列接收目标的微波热辐射信号得到N路模拟信号，经放大、滤波、下变频和模数转换变换为N路数字复信号y_i(t)，i＝1，2，...，N，其中t为离散时间变量；

(5.2)选择其中的两路信号y_n(t)，y_m(t)，利用公式(III)计算可见度：

V′_raw＝E[y_n(t)y_m(t)]        (III)

(6)采用公式(IV)计算得到仅由外部源产生的可见度输出V_cal；

V_cal＝V′_raw-V_b               (IV)

并得到相位φ_raw，φ_raw＝∠V_cal；

(7)采用公式(V)得到校正后的可见度V₂：

V2=Vb×e-jφraw---(V)]]>

其中，e为自然对数，j为虚数单位；

(8)反演成像得到下述被测场景的图像T：

T＝IFFT{V₂}

其中，IFFT表示反傅立叶变换。