[發明專利]一種基于二單元掃描干涉儀的自定標近場成像方法及其系統

有效

• 申請號: 202010355679.1
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111505637B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 周燕暉;劉浩;張成
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/40
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種基于二單元掃描干涉儀的自定標近場成像方法，所述二單元掃描干涉儀利用放置在水平和豎直兩個方向的滑架上在對應的滑架上的移動產生不同基線，所有基線構成一個網格分布的點陣，等效于天線陣列構型；其特征在于，該方法包括：

利用兩個天線單元進行分時采樣，將兩個接收機接收的采樣數據進行復相關運算，獲得與每一基線對應的可視度函數值，生成一個可視度函數值集合，作為可視度函數；

對獲得的可視度函數進行接收機通道相位誤差校正和近場相位誤差校正，獲得近場誤差校正后的可視度函數；

具體地，對獲得的可視度函數進行接收機通道相位誤差校正，得到經接收機通道相位誤差校正后的可視度函數：

VF₁＝VF·e^-j·A (1)

其中，A為接收機通道相位誤差；j為虛數單位；e^-j·A為通道相位誤差補償因子；VF₁為經接收機通道相位誤差校正后的可視度函數；

對經接收機通道相位誤差校正后的可視度函數VF₁進行近場相位誤差校正，得到經近場相位誤差校正后的可視度函數：

其中，VF₂為經近場相位誤差校正后的可視度函數；VF′₀為視場中心點源目標可視度函數數據；angle(VF′₀)為VF′₀的相位；

其中，視場中心點源目標可視度函數數據為二單元掃描干涉儀在對視場中心點源觀測場景的掃描過程中，得到的所有基線對應的可視度函數值的集合，即V₁₂(u,v)的集合；其中，V₁₂(u,v)計算公式為：

其中，T_B(ξ,η)為視場中心點源目標的亮溫值；(ξ,η)為方向余弦坐標：其中，θ和為從天線陣列觀測的點源目標場景像素點在球坐標系下的角度值；(u,v)為基線所在的空間頻率域坐標系；

基于近場待觀測視場的二維亮溫圖像與近場誤差校正后的可視度函數之間的傅里葉變換關系，以近場待觀測視場的二維亮溫圖像為輸入變量，利用近場誤差校正后的可視度函數，根據不同的天線陣列構型，采用不同的快速逆傅里葉變換算法，進行圖像反演，獲得近場觀測視場的亮溫圖像。

2.根據權利要求1所述的基于二單元掃描干涉儀的自定標近場成像方法，其特征在于，所述利用兩個天線單元進行分時采樣，將兩個接收機接收的采樣數據進行復相關運算，獲得與每一基線對應的可視度函數值，生成一個可視度函數值集合，作為可視度函數；具體為：

將二單元掃描干涉儀中的兩個接收機接收的采樣數據進行復相關運算：

其中，V₁₂為t時刻兩個接收機接收的采樣數據進行復相關運算后的與基線對應的可視度函數值；E₁(d₁,t)為其中一個接收機接收的采樣數據；E₂(d₂,t)為另外一個接收機接收的采樣數據；d₁為一空間域采樣點到其中一個天線單元的直線距離；d₂為一空間域采樣點到另外一個天線單元的直線距離；其中，所述采樣數據為輻射場強；

根據二單元掃描干涉儀中的兩個天線單元的分時采樣，得到不同基線及其對應的可視度函數值，將每一條基線對應的可視度函數值進行匯總，生成一個可視度函數值集合，將其作為可視度函數VF，并進行存儲。

3.根據權利要求1所述的基于二單元掃描干涉儀的自定標近場成像方法，其特征在于，所述天線陣列構型為利用分別放置在水平和豎直兩個方向的滑架上的天線單元在對應的滑架上的移動形成的運動軌跡；其包括：開環形二維天線陣列和閉環形二維天線陣列；

其中，開環形二維天線陣列包括：Y形二維天線陣列、U形二維天線陣列和T形二維天線陣列；

閉環形二維天線陣列包括：圓環形二維天線陣列、六邊形二維天線陣列和方形二維天線陣列。