分形结构稀疏孔径的成像性能研究

发布时间：2022-02-18 10:09

　　空间遥感对于图像高分辨率成像的要求不断提高。对于主镜是单孔径的望远镜而言,越高的空间分辨率需要越大的孔径。光学系统的角分辨率正比于工作波长与入瞳口径之比,传统方法是通过增大光学系统的孔径来提高空间分辨率。但是光学系统的重量、体积和制造检测的难度,也会随着口径的急剧增大而无法承受。于是综合孔径成像技术应运而生。本文主要研究内容如下:1. 设计一种分形稀疏孔径阵列结构简述分形理论基础,根据分形理论的自相似性特点提出一种分形稀疏孔径阵列结构。该阵列是以Golay-3为分形结构单元,按照自相似方式扩展构成的一种多层分形阵列结构。采用无量纲约化结构参数并对其结构进行表征,给出系统光瞳函数和调制传递函数解析表达式。2. 研究分形结构阵列成像特性通过数值计算分形结构在不同填充因子和不同外层旋转角下的调制传递函数、实际截止频率和中频特性,比较分析了当分形层数分别为n=1,n=2,n=3阵列的MTF及特性参数。结果表明,当填充因子为9.52%（27）F?22.46%时,其变化对分形结构MTF曲线影响较小。外层旋转具有周期性,转角的变化对实际截止频率没有大的影响。当约化孔径参数d₀（... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 稀疏孔径光学系统
    2.1 稀疏孔径光学系统的基本原理
    2.2 稀疏孔径光学系统的调制传递函数
    2.3 稀疏孔径光学系统的特征指标
    2.4 典型稀疏孔径及调制传递函数
        2.4.1 环形结构
        2.4.2 Golay-6结构
        2.4.3 三臂结构
        2.4.4 其他结构
    2.5 本章小结
第三章 分形稀疏孔径阵列设计
    3.1 分形理论基础
        3.1.1 分形的定义
        3.1.2 分形维数
    3.2 分形阵列结构设计
    3.3 无量纲约化
    3.4 分形稀疏孔径的结构特征
        3.4.1 分形稀疏孔径的几何特征
        3.4.2 分形稀疏孔径的分形维数
    3.5 本章小结
第四章 分形结构阵列成像研究
    4.1 调制传递函数
    4.2 子孔径直径变化对MTF的影响
        4.2.1 调制传递函数
        4.2.2 特征指标计算
    4.3 外层旋转角对MTF的影响
        4.3.1 调制传递函数
        4.3.2 实际截止频率
    4.4 自相似结构效应
        4.4.1 自相似结构
        4.4.2 调制传递函数
        4.4.3 特征指标
    4.5 分形阵列与复合环形阵列
        4.5.1 两种结构
        4.5.2 调制传递函数
        4.5.3 特征指标
    4.6 本章小结
第五章 模拟成像与图像复原
    5.1 图像复原基础
        5.1.1 图像复原原理
        5.1.2 像质评价方法
    5.2 模拟成像与图像复原
        5.2.1 子孔径直径的影响
        5.2.2 分形层数的影响
        5.2.3 与复合环形阵列的比较
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]辐射状多子镜阵列结构的成像特性[J]. 刘肖尧,梁忠诚,郝未倩,赵瑞,孔梅梅,陈陶,张月.  光学学报. 2019(08)
[2]基于IFS法的分形图形生成及优化设计[J]. 朱海祥.  高师理科学刊. 2016(04)
[3]环形稀疏孔径结构的研究[J]. 姜慧,谈志杰,王友清,范君柳,柳军,吴泉英.  光学仪器. 2015(01)
[4]相位平移误差与子孔径自身像差对稀疏光学合成孔径系统成像质量的综合影响分析[J]. 刘政,王胜千,黄林海,饶长辉.  物理学报. 2011(10)
[5]类Golay6稀疏孔径结构[J]. 吴泉英,钱霖.  光学精密工程. 2010(07)
[6]基于遗传算法的改进相位差法波前误差传感技术研究[J]. 梁士通,杨建峰,薛彬.  光学学报. 2010(04)
[7]一种新型稀疏孔径结构的研究[J]. 梁士通,杨建峰,李湘眷,白瑜,王洪伟.  光子学报. 2010(01)
[8]稀疏孔径双圆周阵列的成像性能研究[J]. 刘丽,江月松,王长伟.  光学学报. 2009(10)
[9]光学综合孔径冗余基线校正法中的阵列设计[J]. 刘丽,江月松,王长伟.  光电子.激光. 2009(07)
[10]用于综合孔径成像的冗余基线校正方法[J]. 王长伟,江月松,姜英才,何云涛.  红外与激光工程. 2008(S1)

博士论文
[1]光学多孔径成像系统成像性能研究[D]. 周智伟.北京工业大学 2013
[2]光学稀疏孔径成像系统关键问题研究[D]. 易红伟.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2007
[3]稀疏孔径光学系统成像研究[D]. 吴泉英.苏州大学 2006



本文编号：3630644