[发明专利]三维天线阵综合孔径辐射计快速亮温反演方法

说明书

本发明公开的一种三维天线阵综合孔径辐射计快速亮温反演方法，旨在解决当前三维天线阵反演精度差、视场范围小的问题。本发明通过下述技术方案实现：首先对K元天线阵进行三维空间排布，读取阵列参数；利用三维天线阵的位置坐标计算基线bsubgt;x/subgt;，bsubgt;y/subgt;，bsubgt;z/subgt;；其次构造投影函数F(bsubgt;z/subgt;)；然后根据相关天线的输出结果，获取视场中亮温空间分布视函数S(bsubgt;x/subgt;，bsubgt;y/subgt;，bsubgt;z/subgt;)，由S(bsubgt;x/subgt;，bsubgt;y/subgt;，bsubgt;z/subgt;)和F(bsubgt;z/subgt;)，计算Ssubgt;F/subgt;(bsubgt;x/subgt;，bsubgt;y/subgt;)；通过对Ssubgt;F/subgt;(bsubgt;x/subgt;，bsubgt;y/subgt;)进行逆傅里叶变换，获取视场空间范围内亮温分布图像。本发明可以实现亮温的快算反演，改善三维SAIR反演精度差，视场小的问题；同时，具有很强的工程适应性。

技术领域

本发明涉及遥感、探测技术领域，更具体地，涉及一种三维天线阵综合孔径辐射计SAIR (synthetic aperture interferometric radiometer)亮温反演方法。

背景技术

综合孔径辐射计SAIR是一种采用稀疏天线阵列的辐射计系统，它通过小孔径阵列天线等效合成大天线，系统中的小天线阵元输出信号经过两两复相关处理后可以获取视场中亮温空间分布的谱分量（也称视函数），进而通过反演算法，由谱域采样值重构亮温分布图像。综合孔径辐射计可实现对较大视场范围和高空间分辨率的亮温分布成像，同时采用较小的天线单元和分布式稀疏阵列取代大口径窄波束定向天线，降低了天线加工、安装及扫描伺服系统的难度，在高分辨率空间微波遥感、大气遥感、射电天文观测及基于亮温分布的辐射计探测系统中具有广泛的应用。

传统的一维线阵和二维U型、T型、L型、Y型及圆形平面阵虽然在一定程度上可以满足反演图像的质量要求，但是其布阵方式存在较大的局限性。三维综合孔径辐射计突破了二维综合孔径辐射计对天线阵元平面分布的限制，使得天线阵配置更加灵活，可增加对谱域采样密度，同时也消除了平面天线阵在偏离阵面法向时分辨率降低的限制，增大了辐射计视场范围。对于定向天线组阵，由于天线体积大，阵面尺寸很大，阵元分布很难保证在同一平面上，实际上应视为三维阵列。实际的天线布阵不可能是理想的一维线阵或者二维平面阵，天线元在垂直天线阵平面的位移等引起的幅相不一致都可归入接收通道传输函数的幅相误差内，天线元位置的误差将使基线数值产生误差，引起重构的SAIR图像出现畸变。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题和不足之处，提供一种反演速度快，误差小，反演精度高的三维天线阵综合孔径辐射计快速亮温反演方法，解决当前三维天线阵反演精度差、视场范围小的问题。