学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

傅里叶望远术目标重建的研究

作　者: 叶溯
导　师: 刘艺
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学
关键词: 傅里叶望远术天线阵列配置大气湍流模数A/D转换信噪比
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 68次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

傅里叶望远术(Fourier Telescopy,简称FT)是用不同空间频率的干涉条纹与被观察目标相互作用,其目标散射光中就包含了目标图像的空间频谱信息,通过对目标图像空间频谱的傅里叶反变换重建出目标图像。其特点是能够使用主动成像方式对空间暗目标进行超分辨率观测。本文首先介绍傅里叶望远术的基本原理,对相位闭合等问题进行了分析计算。建立了FT仿真系统,模拟8个目标的FT重建过程。通过建立的FT仿真系统,计算不同天线阵列配置下的重建图像及其Strehl值分布,分析相关结果可知,目标大小为L×L,若要求系统图像空间分辨率为L/2N,则对应的T型等间距天线需呈三等臂结构,且单臂天线数NL=N。其中多个具体目标的重建结果说明,单臂天线数NL接近10时,重建的目标像已具备较好的可识别性。其次对FT技术实现中相关问题作出研究。在大气湍流方面,采用功率谱反演法,使用了HV21、MHV21、SLC-Day等模型,模拟FT系统上行信道中大气湍流的作用,结果显示大气湍流对FT系统的成像质量影响在可接受范围内。同时对系统所需的A/D转换位数与信噪比进行计算知,在建立的FT仿真系统中,A/D转换位数需要在16位以上,若采用单周期采样,系统信噪比SNR需大于65dB,多周期采样时,所需信噪比可降低30dB,但对光束调制频率精度的要求相应提高。最后对三光束傅里叶望远术实验室系统作出简介,并结合文中的相关结论,说明了光束调整的相关问题,展示了部分的实验结果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-12
  1.1 空间观测技术的历史背景  9-10
  1.2 傅里叶望远术的发展与现状  10
  1.3 本文的主要研究内容和意义  10-12
第二章傅里叶望远术的基本原理及其仿真系统构建  12-27
  2.1 FT 技术中目标回波信号的产生与其傅里叶解调过程  12-16
  2.2 FT 技术中相位闭合算法原理  16-19
  2.3 FT 目标重建中的衍射相关基本公式与二维抽样定理  19-21
  2.4 FT 仿真系统的建立与相关问题的分析计算  21-27
    2.4.1 FT 技术中相位闭合算法的作用和影响  24
    2.4.2 相位闭合算法消除相位误差效果的计算  24-25
    2.4.3 相位闭合中预设初相位对重建图像影响的计算  25-27
第三章 FT 系统天线阵列配置对成像质量影响的研究  27-41
  3.1 天线阵列配置对目标重建图像分辨率的影响  27-33
    3.1.1 目标频谱点分布对天线阵列结构的要求  27-29
    3.1.2 T 型等间距天线阵列配置参数分析  29-31
      3.1.2.1 天线阵列的单位间距设置  29-30
      3.1.2.2 目标重建图像分辨率与天线阵列设置  30-31
    3.1.3 数值模拟结果与分析  31-33
      3.1.3.1 目标竖直方向分辨率与天线结构配置  31-32
      3.1.3.2 目标水平方向分辨率与天线结构配置  32
      3.1.3.3 目标空间分辨率与天线结构配置  32-33
    3.1.4 小结  33
  3.2 天线阵列配置对多个具体目标成像质量的影响  33-41
    3.2.1 目标图像与成像质量的评价  34
    3.2.2 天线阵列结构与目标频谱之间的关系  34-35
    3.2.3 数值模拟结果与分析  35-40
      3.2.3.1 相同天线数量不同天线结构下的图像重建结果  35-38
      3.2.3.2 相同天线结构不同天线数量对重建图像质量的影响  38-40
    3.2.4 小结  40-41
第四章 FT 技术实现中相关问题的讨论  41-58
  4.1 大气湍流扰动对FT 系统成像质量的影响  41-52
    4.1.1 湍流相位屏的数值模拟方法  41-44
    4.1.2 Hufnagel-valley 大气湍流模型下的目标重建  44-46
      4.1.2.1 无大气湍流影响下的目标重建及结果  44-45
      4.1.2.2 强湍流模型HV21 下的目标重建及结果  45-46
      4.1.2.3 弱湍流模型MHV21 下得的目标重建及结果  46
    4.1.3 大气湍流模型下FT 仿真系统的改进  46-51
      4.1.3.1 SLC-Day 大气模型下的目标重建及结果  48-50
      4.1.3.2 相位闭合算法与大气湍流作用的分析计算  50-51
    4.1.4 小结  51-52
  4.2 A/D 转换位数与系统信噪比对成像质量的影响  52-58
    4.2.1 A/D 转换位数对成像质量的影响  52-53
    4.2.2 系统信噪比对成像质量的影响  53-56
    4.2.3 光束的调制频率误差对成像质量的影响  56-57
    4.2.4 小结  57-58
第五章傅里叶望远术实验系统的搭建  58-65
  5.1 傅里叶望远术三光束实验方案  58-60
  5.2 实验室光束调整的相关问题  60-61
  5.3 实验的搭建及部分实验结果  61-65
第六章总结  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-71
攻硕期间取得的研究成果  71-72

傅里叶望远术目标重建的研究

内容摘要

全文目录

相似论文