[发明专利]一种基于外部噪声注入的毫米波干涉式综合孔径成像系统快速校准方法

说明书

本发明提供一种基于外部噪声注入的毫米波干涉式综合孔径成像系统快速校准方法，包括：基于外部点辐射噪声源，校准毫米波干涉式综合孔径成像系统中互相关值测量的相位一致性误差；基于面噪声源的温度差异实现毫米波干涉式综合孔径成像系统中自相关值的幅度一致性误差校准；结合点噪声源和面噪声源的校准结果，推导互相关测量值幅度一致性误差与自相关值一致性误差的关系，实现互相关测量值幅度一致性误差校准。本发明可以实现毫米波干涉式综合孔径成像系统福相一致性误差的快速测量和校准，满足毫米波干涉式综合孔径成像系统的快速校准需求。

技术领域

本发明毫米波成像系统校准领域，具体的说，是一种毫米波干涉式综合孔径成像系统的快速校准方法。

背景技术

毫米波干涉式综合孔径成像系统用于人体安检的快速成像领域。毫米波是一种适用于成像安检的电磁波频段，是目前大部分已应用的人体安检设备选用的工作频段。它的频率介于微波和太赫兹之间，拥有微波频段对物体衣物穿透性强的特点，同时也具有太赫兹高分辨率的优势，适用于人体安检。干涉式综合孔径成像则属于毫米波成像中的被动成像领域，它具有安全无辐射和成像速度快的特点，特别适用于人流量密集场所的人体携带可疑物检测。

由于被测成像系统采用阵列成像技术实现快速成像效果，阵列通道的一致性校准是成像的必要过程。通常的阵列通道校准方法使用被测成像系统响应G矩阵校准法，该方法由Tanner^[1]等人在研究一维ESTAR系统的过程中提出，是目前综合孔径辐射计系统校准中普遍使用的校准方法。该方法不仅可以消除实际被测成像系统中的不理想因素，还可以缓解无法校正的去相关效应对被测成像系统响应的影响^[2]。但是，该方法应用在实际被测成像系统中面临的问题是校准效率低校准过程耗时长，需使用扫描架等机械扫描装置进行点扫描实现校准。以后面实例中的256通道毫米波干涉式综合孔径成像系统为例，其所需的被测成像系统响应G矩阵校准点数为2440点每个聚焦距离面，以每个校准点扫描耗积分时间0.5s计算，并考虑扫描架移动速度每个距离面需要约2小时时间完成一次校准。对于具有多个聚焦距离面的被测成像系统来说，校准时间线性增加。因此，被测成像系统响应G矩阵校准法的校准速度是无法满足实际使用需求的。此外，有研究通过点源校准法进行校准。在NASA的GeoSTAR^[3]成像系统近场成像问题研究中研究过使用点源校准法进行相位补偿。该方法校准速度快，但是无法校正去相关效应对被测成像系统响应的影响，且需要对不同成像距离面进行校准。

因此，本发明提出一种基于外部噪声注入的毫米波干涉式综合孔径成像系统快速校准方法，提出分步校准思路，利用外部噪声面源和噪声点源分别校准成像中的空间去相关效应和被测成像系统通道响应。与被测成像系统响应G矩阵校准法相比该方法在去相关效应校准的同时校准速度快；与点源校准法相比该方法校准精度更高。

[1]Tanner A B,Swift C T.Calibration of a Synthetic ApertureRadiometer[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1993,31(1):257-267.

[2]Picard B,Anterrieu E,Caudal G,et al.Impact of the Fringe WashingFunction on the Spatial Resolution and on the Radiometric Sensitivity of theSmos Instrument；proceedings of the 2003IGARSS:Learning From Earth's Shapesand Colours,July 21,2003-July 25,2003,Toulouse,France,F,2003[C].Institute ofElectrical and Electronics Engineers Inc.