[發明專利]一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法

有效

• 申請號: 201710791557.5
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107390296B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 吳雙
• 申請（專利權）人: 蕪湖華創光電科技有限公司
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00;G01S7/40
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法，其特征在于：其方法步驟為：

步驟一：利用待標定的合成孔徑成像儀系統對輻射面源的外輻射信號進行測量；

步驟二：通過對輻射面源在兩種不同輻射亮溫條件下外輻射信號的測量，建立系統接收通道i測量電壓v_i與輻射亮溫T_i之間的關系：

T_i＝A·v_i+b (1)

其中，A＝(T(2)-T(1))/(v_i(2)-v_i(1))，b＝(T(1)v_i(2)-T(2)v_i(1))/(v_i(2)-v_i(1))，T(1)、T(2)為輻射面源的兩種不同輻射亮溫輸出值，該亮溫輸出值可通過輻射面源的溫度傳感器測量得到，v_i(1)、v_i(2)為成像儀系統接收通道i與輻射面源輻射亮溫T(1)、T(2)對應的測量輸出電壓值；

利用待標定的被動合成孔徑成像儀系統對位于該系統法線方向一定距離處信號源輻射的點頻信號進行測量，得到被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j間的互相關測量輸出V_{ij_s}(i＝1，2，….，N；j＝1，2，….，N；i≠j)：

其中，k為波爾茲曼常數，B為接收通道工作帶寬，T為輻射亮溫，uij和vij為通道i、j形成的基線的空間頻率分量，θ₀即方位角等于0°，即俯仰角等于0°，Δφij為通道i、j的初始相位偏差，Tl為通道器件泄露信號的等效輻射亮溫，Ai、Aj分別是通道i、j接收到信號的幅度值；

步驟三：利用待標定的被動合成孔徑成像儀系統對輻射面源進行測量，輻射面源緊貼在待標定的被動合成孔徑成像儀系統的天線陣列口面處，由于系統各接收通道接收到的輻射面源信號是非相關的，即則被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j的互相關測量輸出V_{ij_l}為：

其中，<si·sj*>表示通道i、j接收到輻射面源的信號的互相關，Δφ為通道i、j的相位差，Δφij為通道i、j的初始相位偏差，<l·l*>表示通道i、j器件泄露信號的互相關值，k為波爾茲曼常數，B為接收通道工作帶寬，Tl為通道器件泄露信號的等效輻射亮溫，Ai、Aj分別是通道i、j接收到信號的幅度值；

對被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j進行標定后的互相關輸出為：

其中，V_ij為被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j未進行標定前的互相關測量輸出。

2.如權利要求1所述的一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法，其特征在于：在利用信號源測量被動合成孔徑成像儀系統的幅相偏差時，信號源須放置在被動合成孔徑成像儀系統天線陣列的法線方向上，若信號源未放置在系統天線陣列的法線方向，根據式(2)可知，測量得到的被動合成孔徑成像儀系統幅相偏差項中還會引入信號源輻射點頻信號的相位項導致標定后的被動合成孔徑成像儀系統反演成像結果存在誤差。

3.如權利要求2所述的一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法，其特征在于：當被動合成孔徑成像儀系統對遠場情況下的測量目標場景成像時，信號源須放置在被動合成孔徑成像儀系統遠場區的法線方向。

4.如權利要求2所述的一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法，其特征在于：當被動合成孔徑成像儀系統對近場情況下的目標場景成像時，信號源須放置在被動合成孔徑成像儀系統近場區的法線方向，以確保測量得到的待標定被動合成孔徑成像儀系統幅相偏差的準確性。

5.如權利要求1所述的一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法，其特征在于：其方法步驟進一步的包括：

(1)將待標定的被動合成孔徑成像儀系統的天線陣元口面貼在輻射面源的輻射口面處，并確保被動合成孔徑成像儀系統所有天線陣元處于輻射面源的輻射口面內；

(2)調節輻射面源的輻射輸出亮溫，記為T(1)；

(3)獲得此時被動合成孔徑成像儀系統接收通道i測量輻射面源對應的電壓值v_i(1)，i＝1、2、….、N，N為被動合成孔徑成像儀系統的陣元數；

(4)調節輻射面源的輻射輸出亮溫，記為T(2)，T(2)≠T(1)；

(5)獲得此時被動合成孔徑成像儀系統接收通道i測量輻射面源對應的電壓值v_i(2)，i＝1、2、….、N，N為被動合成孔徑成像儀系統的陣元數；

(6)根據式(1)得到被動合成孔徑成像儀系統接收通道i的輻射亮溫測量方程T_i；

(7)測量得到被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j對信號源輻射點頻信號的互相關測量數據V_{ij_s}，i＝1、2、….、N，j＝1、2、….、N，i≠j；

(8)測量得到被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j對輻射面源的互相關測量數據V_{ij_l}，i＝1、2、….、N，j＝1、2、….、N，i≠j；

(9)根據式(4)，得到對被動合成孔徑成像儀系統接收通道i、j進行標定后的互相關測量輸出完成對被動合成孔徑成像儀系統的標定。