[發(fā)明專利]全息型主動(dòng)式微波成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210283680.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN102798858A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏從俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海云靈信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/89
• 分類號(hào): G01S13/89;G01S7/41
• 代理公司: 上海宏威知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31250
• 代理人: 郭春遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及國際專利分類G01R測(cè)量電、磁變量或G02F用于控制聲、光、電、磁波的強(qiáng)度、顏色、相位、偏振或方向的發(fā)射或接收的技術(shù)或工藝，屬于信息獲取與成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是全息型主動(dòng)式微波成像方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，大氣、海洋和陸地土壤水分遙感的應(yīng)用對(duì)被動(dòng)微波遙感器的空間分辨率提出了越來越高的要求。但是傳統(tǒng)的微波輻射成像技術(shù)在分辨率達(dá)到一定高度時(shí)，由于波束在每個(gè)分辨像元的駐留時(shí)間越來越短，以致對(duì)輻射亮溫的測(cè)量分辨率產(chǎn)生了影響，這就使得采用傳統(tǒng)掃描成像技術(shù)來提高空間分辨率的技術(shù)路徑成為不可能，如激光雷達(dá)雖然短距離精確度高但在大氣中衰減嚴(yán)重。近年來發(fā)展起來的一種微波輻射成像技術(shù)—?—?全息式被動(dòng)微波成像技術(shù),或稱為綜合孔徑微波輻射成像技術(shù)。全息式被動(dòng)成像技術(shù)經(jīng)過二十余年的發(fā)展，尤其在星載研究計(jì)劃的背景下，使得對(duì)這種技術(shù)逐步成熟并開始進(jìn)人各實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。風(fēng)云3號(hào)(FY-3)微波成像儀采用天線繞軸旋轉(zhuǎn)形成圓錐形跨軌的掃描方式,根據(jù)微波成像儀觀測(cè)幾何、儀器空間位置和指向建立了遙感圖像觀測(cè)像元與地面位置之間關(guān)系的模型,?其中包括根據(jù)衛(wèi)星位置計(jì)算實(shí)時(shí)速度的算法模型,?將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際遙感圖像比較以及通過地面控制點(diǎn)定位精度統(tǒng)計(jì)分析,?給出遙感圖像地理定位，精度達(dá)到像元級(jí)。

在各種觀測(cè)頻段中，微波頻段特點(diǎn)較為突出，不但具有全天時(shí)、全天候以及很強(qiáng)的穿透力等特點(diǎn)，還可以通過極化測(cè)量，增加對(duì)地物和目標(biāo)的識(shí)別能力。對(duì)自然地物，許多在可見光圖像中無法分辨的信息，如潮濕與干燥的草地，在微波輻射圖像中其含水量將被一覽無遺。另外，天線陣結(jié)構(gòu)是全息成像系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，利用最少的天線單元實(shí)現(xiàn)地物及目標(biāo)的輻射成像是全息測(cè)量的主要目的。其中合成孔徑雷達(dá)的空間分辨率已經(jīng)達(dá)到甚至超過可見光頻段的能力，成為多種應(yīng)用衛(wèi)星特別是軍事偵察衛(wèi)星的重要載荷。但是，合成孔徑雷達(dá)等有源微波遙感也存在一些弱點(diǎn)。其一是重量功耗較大，但由于自由空間傳輸距離的損耗，回波信號(hào)十分微弱，必須通過提高發(fā)射功率來獲得一定強(qiáng)度的回波，因此發(fā)射功率通常要達(dá)到幾千瓦，這又對(duì)衛(wèi)星能源系統(tǒng)提出較高的要求；其二是隱蔽性較差，特別是機(jī)載系統(tǒng)，發(fā)射電磁波必然暴露自己，使對(duì)方找到攻擊目標(biāo)。激光立體成像微波雷達(dá)的功能相對(duì)強(qiáng)大，它受電磁干擾小、探測(cè)距離遠(yuǎn)、精度較高，但對(duì)近距離的測(cè)距精度、測(cè)速精度就會(huì)差一些。作為“十一五”863計(jì)劃之一的“全息式毫米波成像輻射計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”標(biāo)志著對(duì)地觀測(cè)與導(dǎo)航領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

對(duì)于涉及微波遙感技術(shù)涉及尖端科技，可供了解的知識(shí)較少，尤其是微波成像的設(shè)備以及技術(shù)較少公開。

相關(guān)專利文獻(xiàn)包括：專利申請(qǐng)?zhí)?01080019157一種便攜式輻射測(cè)量成像設(shè)備及相關(guān)方法，其找到一種用以在例如機(jī)場(chǎng)或火車站檢測(cè)乘客所攜帶的物體、或者行李之中所包含的物體的特定應(yīng)用。所述設(shè)備包括：多個(gè)接收器天線（１，２），所述多個(gè)接收器天線（１，２）用于獲取來自物體或物品的多個(gè)部位（Ｐ１，Ｐ２）的電磁輻射，并將它們轉(zhuǎn)換成代表所述輻射的多個(gè)信號(hào)；多個(gè)接收器模塊（５，６），所述多個(gè)接收器模塊（５，６）與天線相連，用于接收代表輻射的信號(hào)并將它們轉(zhuǎn)換成多個(gè)電信號(hào)；以及數(shù)字處理器單元（３），所述數(shù)字處理器單元（３）用于響應(yīng)于電信號(hào)以產(chǎn)生代表電磁輻射的、用于顯示在顯示器上作為物體或物品的圖像的一個(gè)或更多個(gè)數(shù)字信號(hào)。提供相關(guān)器模塊（４）用于將電信號(hào)相關(guān)，以形成代表來自物體或物品的兩個(gè)部位的相交部分的電磁輻射的信號(hào)。

專利申請(qǐng)?zhí)朇N01144135.6一種微波對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的星載旋轉(zhuǎn)掃描全息式成像微波輻射計(jì)。它包括天線A，天線A掃描機(jī)構(gòu)，伸桿A，衛(wèi)星的三軸穩(wěn)定部分，衛(wèi)星的自旋部分，天線B，伸桿B，天線C，伸桿C；伸桿A安裝在衛(wèi)星的三軸穩(wěn)定部分的一側(cè)，衛(wèi)星的自旋部分安裝在衛(wèi)星的三軸穩(wěn)定部分的另一側(cè)，伸桿B和伸桿C沿徑向安裝在衛(wèi)星的自旋部分上，天線A掃描機(jī)構(gòu)一端與伸桿A連接，另一端與天線A連接，天線B和天線C分別固定在伸桿B和伸桿C的頂端；所述的衛(wèi)星的自旋部分中放置有公共本振、相關(guān)器AB、相關(guān)器AC和數(shù)字處理部分。本發(fā)明在相同天線體積和重量的限制條件下，可比現(xiàn)有技術(shù)方案在低軌道對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)更高的被動(dòng)微波遙感的空間分辨力。

專利申請(qǐng)?zhí)?00710063609一種用于全息式成像微波輻射計(jì)的掃描裝置，包括一種用于全息式成像微波輻射計(jì)的掃描裝置，包括轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；還包括至少兩個(gè)天線單元分別通過連接裝置與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置相連，使得天線單元能夠共軸地在同一平面內(nèi)獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；所述至少兩個(gè)天線單元的相位中心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離有兩種，分別為第一距離和第二距離，所述第一距離大于第二距離。