综合孔径辐射计可见度函数幅相误差自校正方法研究

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综合孔径被动成像技术具有高分辨率和宽视场瞬时成像的能力,在射电天文、地球遥感、安全检查、目标探测等领域具有广阔的应用前景。综合孔径辐射计是一种基于干测量原理的多通道系统,各通道之间受限于物理参数的差异存在幅频响应不一致的问题,导致干涉测量结果(也称为可见度函数采样)的幅度、相位偏离理想值,最终影响成像质量。随着综合孔径成像技术的发展,综合孔径辐射计系统幅、相误差校正问题受到了国内外研究者的关注,现有方法主要包括:相干噪声注入法、外部源校正法以及基于冗余基线的自校正方法。其中,相干噪声注入法和单外部源校正法都需要额外的硬件辅助,且工程实现较为复杂,对综合孔径辐射计系统的搭载平台要求高。因此,近年来,自校正方法因其利用测量可见度数据实现误差校正成为研究热点,但是,现有的基于冗余基线的自校正方法存在低信噪比条件下校正精度不高的问题。
  针对上述问题,本文对传统的冗余基线校正方法做出改进,提出基于最小均方误差(MMSE)准则的冗余基线校正方法。与传统的冗余基线校正方法模型不同,本文方法分析了可见度函数噪声的影响,将幅度和相位结合在一起考虑,直接将含有误差的可见度函数整体为研究对象,建立与测量可见度数据均方误差最小化的幅相误差校正模型。本文方法还利用了综合孔径辐射计空间频域的冗余采样特性,将对应同一频域采样点(也称为基线)的多个可见度数据进行整合,对幅相误差校正模型进行优化,提高抗噪能力。在该校正模型中,幅相误差以及理想的可见度数据均未知,可利用两者间制约关系的迭代求解幅相误差。仿真、实验表明本文方法相较于传统的基于冗余基线的自校正方法提高了低信噪比条件下的校正精度,并且可达到与外部辅助源校正法相当的校正效果。
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