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基于时空随机辐射场的微波凝视成像新方法及其辐射源特性研究

作　者: 周海飞
导　师: 周凌云
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微波凝视成像空间分辨率时空随机辐射场微波强度关联随机辐射源特性
分类号: V443.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在选用地球同步轨道卫星、浮空气球平台等相对地面静止的平台对某一区域进行长时间定点凝视高分辨遥感成像时,传统的微波凝视成像,由于横向分辨率受限于天线孔径,分辨率不高,SAR和ISAR能够获得横向上的高分辨,但是二者横向分辨率的获得依赖于雷达与目标的相对运动,限制了其在上述场合的应用。因此探索一种能够实现凝视条件下的高分辨成像方法是十分必要的。本文研究了一种全新的微波凝视成像方法——基于时空随机辐射场的微波凝视成像方法,进行了高分辨成像的初步探索,在理论上基于时空随机辐射场的微波凝视成像方法获得的空间分辨率可以突破天线孔径的限制,大大提高了分辨率。首先论文研究了基于时空随机辐射场的微波凝视成像新方法的基本原理。提出时空两维随机分布的辐射场是实现高分辨微波凝视成像的前提;分析了在时空随机辐射场作用下,目标信息提取与解耦的方法:将接收到的散射回波和与之相对应的时空随机辐射场进行强度关联处理。其次论文详细讨论了基于时空随机辐射场的微波凝视成像的成像过程,建立了从信号产生,辐射,散射,接收到关联处理的成像模型。深入分析了成像过程中信号的相关变化;从两个过程步建立了时空随机辐射场与辐射源的关系的模型:(1)推导了辐射源与时空随机分布口面场的关系,(2)建立了口面场经空间传播后的时空随机辐射场的数学模型;推导了随机辐射场下的散射场表达式;提出了微波强度关联为基于时空随机辐射场下的目标信息提取以及解耦的方法。最后论文研究了基于时空随机辐射场的微波凝视成像中随机辐射源的特性。详细讨论了辐射源分别辐射理想的随机信号,带限随机信号下时空随机特性;分析了辐射源的空间构型(辐射源的个数和辐射源的口径)对辐射场时空随机性的影响;从整个成像的角度,推导了随机辐射源的参数对基于时空随机辐射场的微波凝视成像的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
图目录  9-11
第1章绪论  11-17
  1.1 研究背景和意义  11-13
  1.2 研究现状  13-15
  1.3 本文主要研究内容和创新  15-17
第2章基于时空随机辐射场的微波凝视成像的新方法  17-24
  2.1 引言  17
  2.2 传统的微波凝视成像的特点  17-20
  2.3 基于时空两维随机辐射场微波凝视成像的基本原理  20-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章基于时空随机辐射场的微波凝视成像过程的建立  24-46
  3.1 引言  24-25
  3.2 基于时空随机辐射场的微波凝视成像的模型  25-27
  3.3 时空随机分布的辐射场  27-35
    3.3.1 电磁场的时空随机性的描述  27-30
    3.3.2 时空两维随机分布的口面电磁场  30-32
    3.3.3 时空两维随机分布的辐射电磁场  32-35
  3.4 随机辐射场和目标的相互作用  35-38
  3.5 关联处理和散射信息的解耦  38-41
    3.5.1 散射回波的接收  39-40
    3.5.2 接收到的散射场与目标面上的辐射场的关联处理  40-41
  3.6 理想情况下目标的恢复结果  41-45
  3.7 本章小结  45-46
第4章基于时空随机辐射场的微波凝视成像辐射源特性研究  46-74
  4.1 引言  46-47
  4.2 辐射的随机信号的形式对辐射场时空随机性的影响  47-58
    4.2.1 辐射理想的随机信号下辐射场的时空随机性的研究  47-49
    4.2.2 辐射带限的随机信号下辐射场的时空随机性的研究  49-58
  4.3 辐射源的口径和个数对辐射场时空随机性的影响  58-63
  4.4 随机辐射源的参数对微波高分辨凝视成像的影响  63-73
  4.5 本章小结  73-74
第5章总结与展望  74-77
参考文献  77-80
致谢  80-81
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果  81

基于时空随机辐射场的微波凝视成像新方法及其辐射源特性研究

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