[發明專利]基于陣列旋轉的綜合孔徑輻射計可見度相位誤差校正方法

有效

• 申請號: 201210092674.X
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102621532A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李青俠;靳榕;沈尚宇;陳柯
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術領域

本發明涉及微波遙感及探測技術領域，具體涉及一種綜合孔徑輻射計的可見度相位誤差校正方法。

背景技術

綜合孔徑輻射計利用多個離散的小天線合成較大的實孔徑，采用稀疏陣列排布，大大減少了天線的質量和體積，解決了分辨率與孔徑尺寸之間的固有矛盾。但是這種優勢是以信號處理復雜度為代價的，特別是對于星載綜合孔徑系統的相位誤差校正：內部噪聲注入將極大的增加系統的重量、體積以及相位不穩定性，這些因素都限制了系統性能的進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于180度陣列旋轉的綜合孔徑輻射計的可見度相位誤差校正方法，該方法不依賴額外的內部噪聲注入網絡與外部輔助源，可利用觀測場景本身對綜合孔徑輻射計可見度的陣元相位誤差進行校正，有效降低傳統綜合孔徑輻射計校正系統的復雜度。

基于陣列旋轉的綜合孔徑輻射計可見度相位誤差校正方法，包括以下步驟：

(1)對每根天線a_p接收場景的微波熱輻射信號放大、濾波、下變頻和模數轉換變換為數字信號，再將數字信號變換為數字復信號s_p(t)，其中t為離散時間變量；

(2)計算兩兩天線的可見度E[]表示求平均值，上標H表示共軛轉置，p，q＝1，...，N，N為天線總數；

(3)將天線陣列整體旋轉180度，重復步驟(1)和(2)得到旋轉后兩兩天線的可見度

(4)將相同天線對旋轉前后的可見度相位相加，得到可見度與天線陣元相位誤差的關系方程其中，分別表示的相位，α_p，α_q分別表示第p和第q天線陣元的相位誤差；

(5)求解可見度與天線陣元相位誤差的關系方程得到各天線陣元的相位誤差

(6)依據求解得到的陣元相位誤差計算相位誤差校正后的可見度Vpqc=Vpqraw·exp[-j(α^p-α^q)].]]>

本發明的技術效果體現在：

本發明提供一種基于陣列旋轉的綜合孔徑輻射計可見度相位誤差校正方法，該方法通過180度天線陣列旋轉，使得被測場景的輻射信號分別被旋轉前后天線陣列接收；利用天線陣元相位誤差不隨陣列旋轉變化的特點，建立方程組，聯立求解得到天線陣元相位誤差，進而依據天線陣元相位誤差修正可見度。本發明不依賴額外的內部噪聲注入網絡與外部輔助源，可利用觀測場景本身對綜合孔徑輻射計可見度的陣元相位誤差進行校正，有效降低傳統綜合孔徑輻射計校正系統的復雜度。

附圖說明

圖1為基于180度陣列旋轉的校正方法的示意圖；

圖2為被測場景輻射信號示意圖；

圖3為本發明中綜合孔徑輻射計的硬件框圖；

圖4為本發明流程框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。

本發明利用測量可見度、理想可見度、陣元相位誤差之間的關系，聯立線性方程組求解陣元相位誤差，進而對測量可見度進行校正。

校正方法示意圖如圖1所示，天線陣列位于x，y平面內，陣列在該平面內可圍繞陣列中心旋轉。觀測場景位于平行于天線陣列的z＝h平面內，h遠大于陣列尺寸，滿足遠場條件。

本發明的步驟如下：

對于一個N陣元的綜合孔徑輻射計，利用每個天線a_p接收被測場景的微波熱輻射信號，經放大、濾波、下變頻和模數轉換變換為數字信號，再將數字信號變換為數字復信號s_p(t)，其中t為離散時間變量；