[发明专利]镜像综合孔径辐射计

说明书

技术领域

本发明属于微波遥感及探测技术领域，更具体地，涉及镜像综合孔径辐射计。

背景技术

综合孔径辐射计利用多个离散的小天线合成等效的大天线孔径，采用稀疏阵列排布，减少天线的质量和体积，可提高被动微波遥感的空间分辨率。但是这种优势是以系统结构和信号处理复杂度为代价的，特别是对于大型综合孔径系统如星载综合孔径辐射计，由于天线数目过多，系统结构和信号处理将非常复杂，此外庞大的数据量也是一个不可忽视的重要问题。这些因素都限制了系统性能的进一步提高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供镜像综合孔径辐射计，旨在解决现有的综合孔径辐射计中天线数目过多导致系统结构和信号处理复杂的问题。

本发明提供了镜像综合孔径辐射计，包括：依次连接的镜像阵列、接收通道阵列、AD阵列、实相关器和镜像综合孔径处理器；所述镜像阵列用于接收场景的微波辐射并输出L路信号；所述接收通道阵列用于对L路信号分别进行放大和滤波后输出；所述AD阵列用于将接收通道阵列的输出变换为L路数字信号；所述实相关器用于将L路数字信号两两进行实相关运算并输出L(L-1)/2路数字信号；所述镜像综合孔径处理器用于将所述L(L-1)/2路数字信号进行变换并得到所述场景的亮温图像；L为大于等于2的整数。

更进一步地，所述镜像阵列包括天线阵和反射板，所述反射板用于将来自场景的微波辐射信号反射到天线阵；所述天线阵用于接收来自场景的信号以及由反射板反射的信号。

更进一步地，所述镜像阵列包括：一维天线阵和反射板；所述一维天线阵由L个天线沿一条直线排列组成，所述反射板垂直于该直线。

更进一步地，所述镜像阵列包括：二维天线阵和两块反射板，所述二维天线阵由L个天线排列在一个平面组成，L个天线在一个平面上排列为T形天线阵，两块反射板均垂直于所述二维天线阵所在的平面。

更进一步地，所述镜像阵列包括：二维天线阵和两块反射板，所述二维天线阵由L个天线排列在一个平面组成，L个天线在一个平面上排列为近似双Γ型天线阵，两块反射板分别垂直于天线阵所在的平面，且两块反射板互相垂直。

更进一步地，所述实相关器由L(L-1)/2个并列的乘法器和L(L-1)/2个并列的积分器组成，每两路输入数字信号经过一个乘法器和一个积分器后得到一路数字信号输出；共有L(L-1)/2个并列的输出。

更进一步地，所述镜像综合孔径处理器包括依次连接的线性变换器，滤波器、存储器和反余弦变换器；所述线性变换器用于对所述实相关器输出的数字信号进行线性变换；所述滤波器用于对所述线性变换器的输出进行滤波；所述存储器用于存储所述滤波器输出的信号；所述反余弦变换器用于将存储于所述存储器中的信号进行反余弦变换并获得所述场景的亮温图像。

更进一步地，所述镜像综合孔径处理器包括依次连接的线性变换器、滤波器、存储器和矩阵变换器；所述线性变换器用于对所述实相关器输出的数字信号进行线性变换；所述滤波器用于对所述线性变换器的输出进行滤波；所述存储器用于存储所述滤波器输出的信号；所述矩阵变换器用于将存储于所述存储器中的信号进行矩阵变换并获得场景的亮温图像。

本发明通过在天线阵旁设置反射板，形成镜像阵列，其中的天线阵接收观测场景的辐射信号以及反射板反射的辐射信号，通过镜像综合孔径的变换方法使镜像阵列等效为更大的天线阵，等效于有更多的天线。镜像综合孔径辐射计中使用实相关器，其复杂度远低于传统综合孔径辐射计中的复相关器。相较于传统的综合孔径辐射计，镜像综合孔径辐射计能以较少的天线数获取更高的空间分辨率，系统结构的复杂度和信号处理的复杂度较低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的镜像综合孔径辐射计的结构框图；

图2为本发明实施例提供的镜像综合孔径辐射计中实相关器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的镜像综合孔径辐射计中基于反余弦变换的镜像综合孔径处理器结构示意图；

图4为本发明实施例提供的镜像综合孔径辐射计中基于矩阵变换的镜像综合孔径处理器结构示意图；

图5为本发明实施例提供的镜像综合孔径处理器中的线性变换器结构示意图；

图6为实施例1提供的一维镜像阵列示意图；

图7为实施例1提供的天线数为6且反射板固定的一维镜像阵列示意图；

图8为实施例1提供的天线数为12且反射板移动的一维镜像阵列示意图；

图9为实施例2提供的二维镜像阵列的示意图；