[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 |
| 地址： | 241000 安徽省蕪湖市弋江區*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 被動 合成 孔徑 成像 系統 快速 標定 方法 | ||
本發明公開了一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法：利用輻射亮溫已知的輻射面源，通過測量輻射面源在兩種不同輻射亮溫條件下的外輻射信號，建立測量電壓與場景輻射亮溫之間的定量關系；再通過對信號源輻射的點頻信號進行測量，得到系統各接收通道間的幅相偏差項；通過對非相關輻射面源進行測量，獲得系統各接收通道間的加性偏差項，最終根據測量得到的幅相偏差、加性偏差完成對被動合成孔徑成像儀系統的標定。本發明相比外輻射式標定方法不需要測量被動合成孔徑成像儀系統的空間沖擊響應，僅對輻射面源進行測量，測試工作量小、操作簡便易行，相比注入式標定方法，降低了對系統硬件的要求，有效解決了注入式標定方法對被動合成孔徑成像儀系統標定的局限性。
技術領域
本發明涉及用于人體安檢的成像探測技術領域，尤其是一種用于被動合成孔徑成像儀系統的快速標定方法。
背景技術
被動合成孔徑成像儀系統是一種無源(被動)傳感器，利用多個小口徑天線組成一定形式的稀疏孔徑陣列，通過接收測量場景中物體自身輻射的微波信號并進行綜合處理，得到等效于一個大口徑天線對測量場景的觀測結果。被動合成孔徑成像儀的基本單元是二元干涉儀，下面以二元干涉儀為例(如圖1所示)，給出被動合成孔徑成像儀的測量輸出模型。
假設天線1、2的坐標位置分別為(x1，y1，0)、(x2，y2，0)，目標處于二元干涉儀的遠場，目標相對坐標原點的方位俯仰角為(φ，θ)。
接收通道1、2接收到的信號表示為
其中s(t)是場景目標信號，l(t)是由通道器件(如本振源)泄露的偏置信號，φ1、φ2分別是通道1、2的初始相位值，A1、A2分別是通道1、2的幅度值，n1(t)、n2(t)分別是通道1、2的噪聲。
對通道1、2接收信號進行互相關運算，相關結果表示為
由于目標信號s(t)、通道器件(如本振源)泄露的偏置信號l(t)以及通道噪聲信號n1(t)、n2(t)是非相關的，因此式(6)簡化為：
其中，u＝(x1-x2)/λ，v＝(y1-y2)/λ，λ為系統工作波長，Δφ12＝φ1-φ2，為接收通道1、2的初始相位偏差。Ps、Pl分別為目標信號、通道器件(如本振源)泄露信號的功率。Ps＝k·T(ξ,η)·B，Pl＝k·Tl·B，k為波爾茲曼常數1.38×10-23，B為接收通道工作帶寬，T(ξ,η)為測量場景的輻射亮溫分布，Tl為通道器件(如本振源)泄露信號的等效輻射亮溫。
將式(7)進一步表示為一般形式：
Vij＝Gij·T(ξ,η)+Vij_l (8)
其中，Vij表示系統接收通道i、j的互相關測量數據，Gij表示接收通道i、j的幅相因子，具體表示式為Vij_l為接收通道i、j的加性偏差項，其表達式為該項偏差主要由通道器件如本振源泄露信號而引入的。
被動合成孔徑成像儀通過利用不同基線長度的干涉儀對場景的測量結果，實現對測量場景輻射亮溫分布T的重建，具體表達式為：
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