[发明专利]均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法

权利要求书

1.一种均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，具有如下技术特征：在综合孔径辐射计UCSAIR系统的天线阵平面中，以UCSAIR圆阵中心为O为极点，从O点出发经过一个天线单元相位中心的射线为极轴，建立空间极坐标系，以0基线点为谱域原点O’，从O’点出发方向垂直空间极轴的射线为谱域极轴，建立谱域极坐标系，在极坐标系下，按均匀圆阵综合孔径辐射计天线阵排列方式，建立均匀圆阵列综合孔径辐射计的可见度函数信号模型；在所述可见度函数信号模型中，UCSAIR基线分布在谱域平面多个同心圆上，并在每个同心圆上为均匀排列，按基线谱域极径从小到大为行序、基线谱域极角从小到大为列序，将对应的可见度函数排列成可见度函数矩阵形式；然后对可见度函数矩阵的各行横向进行一维插值，横向插值增加谱域圆周方向采样密度后，对上述横向插值后扩展的可见度函数矩阵进行横向离散傅里叶变换DFT，再对DFT变换后的可见度函数矩阵的各列纵向进行一维插值，并对纵向插值后的扩展矩阵进行纵向汉克尔变换和横向一维离散傅里叶逆变换IDFT，经过亮温标定得到空间极坐标系下空间各点亮温分布矩阵；最后根据亮温分布矩阵元素位置与空间分布对应关系显示亮温图像，实现亮温反演成像。

2.如权利要求1所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于：天线阵包含N个相位中心在半径为R的圆上等间距分布的天线单元，且N为奇数，相邻阵元圆心角相差2π/N，各天线具有相同功率方向图，相邻阵元圆心角相差2π/N。

3.如权利要求1所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于，空间亮温分布在空间极坐标系中表示为空间极坐标的函数，首先以圆阵中心为原点O，y轴过原点O并垂直于x轴，x轴通过一个天线单元相位中心，建立空间直角坐标系xOy，并以O为极点，x轴正半轴为极轴，建立空间极坐标系。

4.如权利要求3所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于，空间极坐标系中坐标为(ρ，φ)的点P代表一个空间方向，该空间方向相对于阵平面的俯仰角为θ，在阵平面内相对于极轴的方位角为φ，对应于P点坐标的极径为ρ＝sinθ，极角为φ。

5.如权利要求1所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于：可见度函数在谱域极坐标系中表示为基线极坐标的函数，在谱域平面以0基线点为原点O’，u轴过原点指向空间x轴方向基线，v轴过原点指向空间y轴方向基线，建立谱域uO’v直角坐标系，同时，以O’为极点，v轴为极轴，建立谱域极坐标系。

6.如权利要求1所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于：谱域极坐标系中谱域极径k是基线长度，其值等于构成基线的两个天线单元相位中心距离与波长之比，谱域极角α是起点在极点的基线矢量相对于谱域极轴逆时针旋转角度。

7.如权利要求1所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于：均匀圆阵综合孔径辐射计UCSAIR全部基线形成呈多个同心圆排列，在每个同心圆上为均匀分布，并且，极坐标为(k，α)的点b代表一个二维基线，b对应的谱域直角坐标为(k_u，k_v)，基线在u轴方向分量k_u＝-ksinα，基线在v轴方向分量k_v＝kcosα。

8.如权利要求1所述的均匀圆阵列综合孔径辐射计亮温反演成像方法，其特征在于：在空间和谱域极坐标系下，利用空间极坐标系下空间亮温分布函数得到对谱域极坐标为(k，α)的UCSAIR基线可见度函数的极坐标二重积分表达式

其中，表示天线单元的功率方向图，e为自然底数，j是虚数单位，指数因子表示形成基线的两个阵元接收到信号的相位差，ρ的积分上限