基于延时相关的综合孔径微波辐射测量原理验证

发布时间：2020-07-07 16:33

【摘要】：为了实现足够高的空间分辨率,地球静止轨道综合孔径载荷需要大量的天线阵元,每一个天线后面都需要连接一个接收通道,这增加了载荷的重量和体积。延时相关的综合孔径辐射计可以大大减少通道数量,有效降低系统的复杂度,为解决星上载荷过重,体积过大的问题提供了一种可行的解决方案。论文主要从实验上验证延时相关综合孔径辐射测量原理,实验过程中,取得了如下研究成果:1、对延时相关的综合孔径辐射测量的原理和方法进行了理论研究,对比传统的综合孔径辐射计的特性,给出了延时相关综合孔径辐射计的阵列因子、空间分辨率、输出信号信噪比的计算公式。理论上说明延时的综合孔径辐射测量方法也可以实现和传统综合孔径辐射测量方法一样的效果。2、设计延时模块,实现信号的延时相加。对延时线的材料、延时线长度的选择进行了分析,最终选择16m长同轴线作为延时线,提出使用功率分配器实现两路信号的相加。实验中用AV36580A矢量网络分析仪分别测量同轴线、功率分配器、低噪声放大器的相关参数,测量得到同轴线的损耗约为8d B,延时模块的损耗约为7d B,提出使用两个低噪声放大器分别补偿同轴线的衰减和延时模块的损耗,使得整个延时模块的损耗可以降到0.3d B左右。3、搭建延时相关综合孔径测量系统,开展延时相关测量实验,测量延时相关的数据。通过分析延时相关数据的时域和频域图谱发现时域和频域图结果符合理论分析值,证明搭建的延时系统可以测量得到延时相加的数据。对数据进行处理,验证延时相关理论。为了与延时相关的结果进行对比,用传统的综合孔径辐射计测量得到的数据,对其进行仿真。最终从实验上验证了延时相关理论。4、误差分析,分析在延时时间不为20倍的时候也出现小的相关峰的原因,分析使用延时相关的数据计算得到的自相关峰值小于使用仿真得到的自相关峰值的原因,并提出改进后的测量方案,得到修正后的结果接近仿真值。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P407;TN820;TN626
【图文】：

原理图,组合图,光开关,光纤

ric Sounder)。相比于 GeoSTAR, 它的实时观测性能更佳[10,11]。，在 90 年代，中科院空间中心就对 ASR 进行了相关研究，开展了相的研究成果[12,13]。华中科技大学于 2005 年对一维的 ASR 进行了研究据和反演图像[14-16]，取得了很好的效果。华中科技大学还研究了超综得了大量的实验数据[17-19]。还有镜像综合孔径微波辐射成像方法也作统被研究[20,21]。北京航空航天大学对二维的 ASR 进行了研究获得了[22]。除此之外国内还有很多高校和研究院所对 ASR 进行了相关研究时系统在雷达上的研究概况目前为止，延时系统最主要应用在相控阵雷达上面。因此我们对相控时系统进行了调研。目前常用的延时系统主要有：利用光纤联合光开其原理图如下，通过调节开关，使得光沿着不同的路径行走，从而实

综合孔径,测量原理

6图 2.1 综合孔径测量原理图图中的测量场景为例，相距一定长度的天线对(i,k)构线的空间距离和方向，它可以是一维的也可以是二维输出就是可见度。由此可以知道可见度跟基线是存在函数关系简称为可见度函数 V (u,v)。见度函数的计算公式，在这里假设：场景具备均匀的场；接收天线是极化的，辐射是无极化的；各个方向

框图,复相关,接收机,可见度函数

华中科技大学硕士学位论文2 (u )2 2( , )(u, ) u1jTV e d d (2.14)通过上面的 2.14 式我们知道如果能得到可见度函数 V (u, )，那么根据式 2.14 就反过来计算出亮温。而复相关接收机就是被用来得到可见度函数的，以两根天线为相关器接收机框图如下：

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