[发明专利]一种用于被动合成孔径成像仪系统的快速标定方法

权利要求书

1.一种用于被动合成孔径成像仪系统的快速标定方法，其特征在于：其方法步骤为：

步骤一：利用待标定的合成孔径成像仪系统对辐射面源的外辐射信号进行测量；

步骤二：通过对辐射面源在两种不同辐射亮温条件下外辐射信号的测量，建立系统接收通道i测量电压v_i与辐射亮温T_i之间的关系：

T_i＝A·v_i+b (1)

其中，A＝(T(2)-T(1))/(v_i(2)-v_i(1))，b＝(T(1)v_i(2)-T(2)v_i(1))/(v_i(2)-v_i(1))，T(1)、T(2)为辐射面源的两种不同辐射亮温输出值，该亮温输出值可通过辐射面源的温度传感器测量得到，v_i(1)、v_i(2)为成像仪系统接收通道i与辐射面源辐射亮温T(1)、T(2)对应的测量输出电压值；

利用待标定的被动合成孔径成像仪系统对位于该系统法线方向一定距离处信号源辐射的点频信号进行测量，得到被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j间的互相关测量输出V_{ij_s}(i＝1，2，….，N；j＝1，2，….，N；i≠j)：

其中，k为波尔兹曼常数，B为接收通道工作带宽，T为辐射亮温，uij和vij为通道i、j形成的基线的空间频率分量，θ₀即方位角等于0°，即俯仰角等于0°，Δφij为通道i、j的初始相位偏差，Tl为通道器件泄露信号的等效辐射亮温，Ai、Aj分别是通道i、j接收到信号的幅度值；

步骤三：利用待标定的被动合成孔径成像仪系统对辐射面源进行测量，辐射面源紧贴在待标定的被动合成孔径成像仪系统的天线阵列口面处，由于系统各接收通道接收到的辐射面源信号是非相关的，即则被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j的互相关测量输出V_{ij_l}为：

其中，<si·sj*>表示通道i、j接收到辐射面源的信号的互相关，Δφ为通道i、j的相位差，Δφij为通道i、j的初始相位偏差，<l·l*>表示通道i、j器件泄露信号的互相关值，k为波尔兹曼常数，B为接收通道工作带宽，Tl为通道器件泄露信号的等效辐射亮温，Ai、Aj分别是通道i、j接收到信号的幅度值；

对被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j进行标定后的互相关输出为：

其中，V_ij为被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j未进行标定前的互相关测量输出。

2.如权利要求1所述的一种用于被动合成孔径成像仪系统的快速标定方法，其特征在于：在利用信号源测量被动合成孔径成像仪系统的幅相偏差时，信号源须放置在被动合成孔径成像仪系统天线阵列的法线方向上，若信号源未放置在系统天线阵列的法线方向，根据式(2)可知，测量得到的被动合成孔径成像仪系统幅相偏差项中还会引入信号源辐射点频信号的相位项导致标定后的被动合成孔径成像仪系统反演成像结果存在误差。

3.如权利要求2所述的一种用于被动合成孔径成像仪系统的快速标定方法，其特征在于：当被动合成孔径成像仪系统对远场情况下的测量目标场景成像时，信号源须放置在被动合成孔径成像仪系统远场区的法线方向。

4.如权利要求2所述的一种用于被动合成孔径成像仪系统的快速标定方法，其特征在于：当被动合成孔径成像仪系统对近场情况下的目标场景成像时，信号源须放置在被动合成孔径成像仪系统近场区的法线方向，以确保测量得到的待标定被动合成孔径成像仪系统幅相偏差的准确性。

5.如权利要求1所述的一种用于被动合成孔径成像仪系统的快速标定方法，其特征在于：其方法步骤进一步的包括：

(1)将待标定的被动合成孔径成像仪系统的天线阵元口面贴在辐射面源的辐射口面处，并确保被动合成孔径成像仪系统所有天线阵元处于辐射面源的辐射口面内；

(2)调节辐射面源的辐射输出亮温，记为T(1)；

(3)获得此时被动合成孔径成像仪系统接收通道i测量辐射面源对应的电压值v_i(1)，i＝1、2、….、N，N为被动合成孔径成像仪系统的阵元数；

(4)调节辐射面源的辐射输出亮温，记为T(2)，T(2)≠T(1)；

(5)获得此时被动合成孔径成像仪系统接收通道i测量辐射面源对应的电压值v_i(2)，i＝1、2、….、N，N为被动合成孔径成像仪系统的阵元数；

(6)根据式(1)得到被动合成孔径成像仪系统接收通道i的辐射亮温测量方程T_i；

(7)测量得到被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j对信号源辐射点频信号的互相关测量数据V_{ij_s}，i＝1、2、….、N，j＝1、2、….、N，i≠j；

(8)测量得到被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j对辐射面源的互相关测量数据V_{ij_l}，i＝1、2、….、N，j＝1、2、….、N，i≠j；

(9)根据式(4)，得到对被动合成孔径成像仪系统接收通道i、j进行标定后的互相关测量输出完成对被动合成孔径成像仪系统的标定。