綜合孔徑微波輻射計基線非規(guī)則排布與反演算法研究.pdf

1、綜合孔徑微波輻射計是一種干涉式陣列成像系統(tǒng)，它通過采用多個稀疏的小口徑天線陣列來合成一個大的物理觀測口徑，降低了天線的體積與重量，克服硬件實現(xiàn)上的困難，已在衛(wèi)星對地遙感領(lǐng)域使用。在綜合孔徑系統(tǒng)中，天線陣列的排布決定其基線的排布，傳統(tǒng)的陣列類型（T型、U型、Y型陣）的基線排布都是規(guī)則的，但在一些情況下，綜合孔徑微波輻射計的可見度采樣數(shù)據(jù)分布不均勻，如圓環(huán)陣就屬于典型的基線非規(guī)則排布情況，其可見度采樣點分布不均，本文將以圓環(huán)陣為主要研究陣型

2、來研究基線非規(guī)則排布情況下的陣列優(yōu)化和反演方法問題。研究內(nèi)容包括：
　　首先，分析比較了三種天線陣列(U型陣，Y型陣和圓環(huán)陣)的綜合孔徑微波輻射計對相同目標的探測性能，得出圓環(huán)陣在相同的布陣空間內(nèi)和相同的無混疊視場內(nèi)具有一定的優(yōu)勢。在綜合孔徑微波輻射計系統(tǒng)中，需要重點考慮滿足陣列性能的陣列優(yōu)化算法，因此本文將模擬退火算法，微分進化算法以及遺傳算法用于求解綜合孔徑圓環(huán)陣的陣列優(yōu)化問題。通過仿真得出優(yōu)化陣列的綜合孔徑方向圖，從-3dB

3、寬度，第一零點寬度和第一旁瓣電平三個方面分析比較了均勻圓環(huán)陣以及三種優(yōu)化算法優(yōu)化后的綜合孔徑圓環(huán)陣的陣列性能。得出了每種優(yōu)化算法優(yōu)化陣列性能最優(yōu)的陣元數(shù)范疇。且相較均勻圓環(huán)陣，三種優(yōu)化算法能夠有效地抑制旁瓣電平，提高分辨率，平滑旁瓣波動且優(yōu)化后的(u,v)采樣更均勻。
　　然后，本文提出了一種從系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)上優(yōu)化的特殊圓環(huán)陣——雙天線旋轉(zhuǎn)圓環(huán)陣，給出了其結(jié)構(gòu)特點，旋轉(zhuǎn)方式以及成像原理。最后完成系統(tǒng)實物結(jié)構(gòu)的設(shè)計并通過對室內(nèi)固體噪聲