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1、第卷第期哈尔滨工业大学学报年月《合成孔径成像技术对比研究’,‘,’,,王治乐周彦平张伟刘春华哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨《,巧哈尔滨威克科技股份有限公司黑龙江哈尔滨巧,综述了合成孔径技术在光学和,摘要简要介绍了合成孔径成像技术的原理无线电波段的吝种应用对比,预言了合成孔径成像技术的主要发展趋势光学合成孔径成像技术是下分析了各种应用方案的特点一代天文望远镜的主要发展方向后续图像处理技术正在成为合成孔径成像技术不可分割的一部分关键词合成孔径成像技术千涉相位望远镜中图分类号文献标识码文章编号一《刃一一一,一,,一,罗,洲,盯,
2、,叮盯盯罗盯〔’〕,根据波动理论成像系统角分辨率受波长,成像原理和系统孔径的限制其数值近似为对于一定的波段范围,为了提高系统的角分辨率,只能合成孔径成像技术根据其成像原理可分为三’、〔〕增加系统孔径而在实际应用中很多因素限制了大类干涉法孔径组合法和相干编码法干涉,法合成孔径成像技术系统孔径的增大例如对于遥感光学系统由于受是通过测量物体辐射场的复,飞行器有效载荷舱体积的限制一般情况下其系相干度获得关于物体的信息孔径组合法合成孔,径成像技术是统直径要小于在无线电波段的比值用多个子系统像场合成而得到物体更大,要想使孔径远大,于波长是不
3、可能的因此的信息相干编码法合成孔径成像技术是把物体出现了合成孔径成像技术的相干波的振幅和位相分布以编码的形式记录下来,事合成孔径成像技术的目的就是用易制造的小后进行解码重现物体图像,孔径系统通过各种手段合成大孔径系统从而达干涉法根据部分相干理论,准单色辐射场上任意到高分辨率的成像要求其中最重要问题是同位两,点的复相相问题合成孔径系统的像场应是各子系统像场干度可由它们产生的干涉条纹的对比度一,的同位相叠加当然,同位相,表现来确定由范西特泽尼克定理离光源物体可以是实时的为光场,,这要求位相信息的无限远处的复相干度等于物体强度分布函数
4、的归干涉也可以是事后的,,记录以便保证数据处理中的同相合成一化谱因此我们可用测条纹对比度的方法来获得物体的信息,通过逆傅里叶变换就可求得物体一一收稿日期组合孔径法作者简介一,,王治乐男博士研究生,,,张伟一男教授博组合孔径法合成孔径成像技术直接采用多个士生导师,第期王治乐等合成孔径成像技术对比研究··,尔逊发展和完善了星干涉仪的理论〔〕迈克尔逊子系统组合成大孔径系统是合成孔径技术的最直接的方法由于子系统所产生的像场是同位相星体干涉仪就是干涉法合成孔径的最早应用,,,的它们的艾里斑中心相互增强并变窄从而达到星干涉仪每次只能测量一对
5、谱成分为得到,需要改变双孔的距离,提高分辨率的作用图为笔者计算的系统点扩其他成分和方位原则上可,,散函数图其中图为三个直径镜片合测得全部物谱信息由于在光学波段复相干度的,,成孔径系统的点扩散函数图图为单测量十分困难通常只能测得复相干度的绝对值个光瞳直径系统的点扩散拜,得到物谱的强度然而对于简单物体,函数图但这、,,些方法对光学波段和无线电波段要解决的问题很如单星双星等从测量拼的一些值仍可,,,、不相同前者主要解决同位相问题后者主要是改得到所需的物体信息如角直径角距离等善方向图迈克尔逊星体干涉仪的结构如图所示星光被一对反射镜收集,
6、并被引导到望远镜的近轴方向,望远镜把,星光成像到像面上并形成干涉条,一纹从干涉条纹的对比度和空间位相可以确定星一,。光光场对两反射镜距离的复相干度由于不受少犯望远镜孔径的限制,该干涉仪可以达到比望远镜本身高得多的角分辨率在无线电波段上,为了获得射电天体图像信图系统点扩散函数息,干涉法合成孔径成像技术已成为非常有力的相干编码法,,工具无线电合成孔径干涉仪如图所示无线相干编码法合成孔径技术的主要代表是合成电信号通过两接收天线馈人两接受器两电信号孔径雷达,它用相干辐射照明物体,在观察面上逐相对延时后作相加,然后平方检波作时间积分输点记
7、录,回波的振幅和位相事后把记录的数据合,出信号正比于两信号干涉的结果有成并重现观察的物体,成像的有效孔径等于所有,‘”‘,,‘”‘”口办口观察点所占的观察面的面积其技术的本质是全,拼刀一二,二息成像,然而无线电干涉仪输出是对应于一给定延时的根据线性调频信号处理的特性对物点作编,,光强它只是干涉条纹分布上的一点要得到一幅码的线性调频信号越宽则物点的相关重现分辨干涉条纹分布,必须改变延时,逐点测量。,,率越高若接受器距物点沿方向以速度运动,根据多普勒效应,接受器接收到的线性调频二二,,刀。人,,信号为〔〕对其相关处理后得到压缩的脉冲
8、波形为其中是该,取决线性调频信号的记录时间于物点处于发射波束中的时间若发射天线,的宽度为则波束宽。,。。,度为故物点处在波束中时间二,时间分辨率为乙动对应方向的空间分图迈免尔逊星体干涉仪图无线电干涉仪△,发射,辨率为一可见天线越短可达分辨率越高川组合孔径法由上述
