多點(diǎn)接收微波凝視關(guān)聯(lián)成像機(jī)理研究.pdf

1、基于時空兩維隨機(jī)輻射場的單點(diǎn)接收微波凝視關(guān)聯(lián)成像經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已取得了較好的成果。但由于實(shí)際系統(tǒng)受輻射口面大小、輻射單元個數(shù)以及信號帶寬等因素限制，輻射場的時空兩維隨機(jī)性變差，使得微波凝視關(guān)聯(lián)成像模型變得非適定，因而成像過程對噪聲敏感，成像反演所需時間長。針對上述問題，本文提出了采用多點(diǎn)接收的方式，利用多點(diǎn)接收的空間展開來改善成像模型的非適定性，從而提高成像過程對噪聲的魯棒性，縮短成像過程所需的時間。主要研究工作包括:
　　1

2、、在單點(diǎn)接收微波凝視關(guān)聯(lián)成像原理的基礎(chǔ)上，建立了基于數(shù)據(jù)層擴(kuò)維融合的多點(diǎn)接收微波凝視關(guān)聯(lián)成像模型。通過對多點(diǎn)觀測的隨機(jī)輻射場之間的相關(guān)性分析，證明了多點(diǎn)接收能增加有效觀測樣本。并提出了利用隨機(jī)輻射場矩陣的有效秩定量表征一組隨機(jī)輻射輻射場樣本有效性的方法。
　　2、針對以隨機(jī)輻射場矩陣的有效秩最大化為準(zhǔn)則的收發(fā)布局優(yōu)化方法存在目標(biāo)函數(shù)計算復(fù)雜，效率太低的問題，提出了基于空間分布熵的收發(fā)布局優(yōu)化方法。首先提出了以空間分布熵定量表征收發(fā)

3、布局隨機(jī)性的方法，并分析驗(yàn)證了空間分布熵與隨機(jī)輻射場矩陣的有效秩之間的總體正相關(guān)性。然后建立了以空間分布熵最大化為準(zhǔn)則的收發(fā)布局優(yōu)化模型，并利用遺傳算法對收發(fā)布局進(jìn)行了優(yōu)化。最后，通過成像仿真驗(yàn)證了收發(fā)布局優(yōu)化能提高微波凝視關(guān)聯(lián)成像性能。
　　3、研究了正交輻射場的構(gòu)造。相比通過信號隨機(jī)調(diào)制、輻射單元隨機(jī)布局等手段來正向構(gòu)造隨機(jī)輻射場，本文所提出了一種逆向構(gòu)造正交輻射場的方法。首先，本文用一組二維空間正交基函數(shù)來表征理想正交輻射場

4、樣本的具體分布。然后提出了一種利用合理設(shè)計輻射單元的激勵信號來對這些理想輻射場樣本進(jìn)行逼近，得到到一組近似正交輻射場樣本的方法，并通過仿真驗(yàn)證了該方法的可行性。最后，當(dāng)正交輻射場用于微波凝視關(guān)聯(lián)成像時，極大的提高了成像反演過程對噪聲的魯棒性。
　　4、為了提高成像速率，本文提出了一種序貫處理的多點(diǎn)接收關(guān)聯(lián)成像方法。該方法構(gòu)造了基于序貫最小二乘的實(shí)時回波數(shù)據(jù)處理模型，同時降低了矩陣求逆的維度，從而提高了成像的速率。仿真表明了該方法的