[发明专利]综合孔径辐射计虚拟相关稀疏成像方法及系统

说明书

本发明提供了一种综合孔径辐射计虚拟相关稀疏成像方法和系统，属于综合孔径辐射计成像技术领域。该方法首先对仿真地面场景或者实际地面场景通过天线阵列进行观测，获取辐射观测信号；对辐射观测信号两两进行复相关，得到稀疏天线阵列观测到的可见度函数；在可见度函数实测点的周围进行插值，确定待插值点位置，模拟该位置的可见度函数值，得到插值后的可见度函数，进行傅里叶反变换，得到重建的地面场景亮温图。本发明采用虚拟相关插值对观测到的信号及其稀疏可见度函数进行数据扩充，能够以较少的天线单元进行地面观测，获得与更大天线阵等效的成像效果；有效降低了综合孔径辐射计系统的成本及结构复杂度。

技术领域

本发明涉及综合孔径辐射计成像技术领域，具体涉及一种综合孔径辐射计虚拟相关稀疏成像方法及系统。

背景技术

综合孔径辐射计是一种新型的被动式探测器，可在沙尘、烟雾、夜晚等恶劣条件下对隐匿的金属目标实现高分辨率成像。利用主动式雷达成像，称为合成孔径技术，而对于利用被动式雷达成像，则称为综合孔径技术。

通过孔径综合技术，可以利用小口径天线阵列来“综合”一个等效的大天线，与传统实孔径方法相比降低了构造大天线的代价。然后根据阵元间的复相关运算测得场景的可见度函数，并反演出目标场景的高温分布图像。可见度函数的采样点数由基线的相对位置决定，由于基线的数量有限，获得的采样点数据及其稀疏，难以有效反演地面场景信息，但是增加采样点数意味着增加天线数量，这会大大增加硬件成本。因此，需要利用稀疏的数据有效重建地面场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以较少的天线阵元数实现较高精度的二维综合孔径成像，有效降低综合孔径辐射计系统的成本及结构复杂度的综合孔径辐射计虚拟相关稀疏成像方法及系统，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供的一种综合孔径辐射计虚拟相关稀疏成像方法，该方法包括如下流程步骤：

步骤S110：构建稀疏天线阵列，对待成像地面场景进行观测，获取辐射观测信号；

步骤S120：对所述辐射观测信号两两进行复相关，得到所述稀疏天线阵列观测到的可见度函数；

步骤S130：在可见度函数实测点的周围进行插值，确定待插值点位置，模拟待插值点位置的可见度函数值，得到插值后的可见度函数；

步骤S140：对所述插值后的可见度函数进行傅里叶反变换，得到重建的地面场景亮温图。

进一步的，所述稀疏天线阵列采用22单元的“Y”型稀疏阵列方式。

进一步的，所述步骤S120具体包括：

对所述观测信号两两进行复相关，得到稀疏天线阵列观测到的可见度函数V，可见度函数所在的平面被称为uv平面。

进一步的，所述步骤S130中，所述可见度函数值的模拟具体包括：

步骤S131：在所述uv平面选取偏移量d，根据实测点位置为(u₀,v₀)，确定待插入点位置(u',v')；

其中，所述待插入点位置(u',v')为：

(u₀+d,v₀+d)、(u₀+d,v₀-d)、(u₀-d,v₀+d)或(u₀-d,v₀-d)中的一种；

步骤S132：根据待插值点的位置(u',v')，计算对应的基线位置(x',y')；