直接采樣微波輻射計性能分析及關鍵技術研究.pdf

1、直接采樣微波輻射計用高速、寬帶ADC代替常規(guī)微波輻射計的混頻、本振等模擬硬件電路，直接對射頻信號采樣，是一種結構簡單的新型微波輻射計。直接采樣微波輻射計把電路結構的復雜性轉化為信號處理的復雜度，具有重量輕、穩(wěn)定性高、功耗小、處理靈活等優(yōu)點，非常適合星載微波輻射計遙感應用。直接采樣微波輻射計是微波輻射計的發(fā)展方向之一。
　　 受低信噪比和ADC非理想量化的影響，全功率直接采樣微波輻射計的靈敏度和測量精度較低；受射頻前端相位誤差、A

2、DC采樣誤差及陣元個數(shù)有限的影響，綜合孔徑直接采樣微波輻射計成像質量仍然較低。對直接采樣微波輻射計接收信號機理和輸出信號的統(tǒng)計特性進行研究，分析直接采樣微波輻射計的性能，并對其關鍵技術進行研究，以提高直接采樣微波輻射計的性能是非常有意義的。論文主要研究工作包括以下幾個方面：
　　 在建立ADC非理想量化模型的基礎上，給出全功率直接采樣微波輻射計的靈敏度表達式；利用過采樣降低系統(tǒng)噪聲，利用數(shù)字濾波和譜估計方法提高等效積分時間，提高

3、全功率直接采樣微波輻射計的靈敏度。
　　 根據(jù)ADC非理想量化的特點，利用理想量化和多項式非線性模型等效非理想量化，給出全功率直接采樣微波輻射計的非線性定標方程；利用多點定標方法對全功率直接采樣微波輻射計進行定標，提高全功率直接采樣微波輻射計的測量精度。
　　 根據(jù)綜合孔徑直接采樣微波輻射計的成像特點，采用數(shù)字Hilbert變換對采集的數(shù)據(jù)進行正交變換，在數(shù)字域中獲得正交信號，消除正交誤差；分析同相相位誤差、孔徑抖動和A

4、DC非理想量化誤差對輸出信號互相關的影響，分析ADC非理想特性對微波輻射成像性能的影響；利用自適應的方法對ADC的采樣誤差進行校正，提高綜合孔徑直接采樣微波輻射計的成像性能。
　　 針對于綜合孔徑直接采樣微波輻射計成像模型是欠定的線性方程組，并且“觀測空間”和“系統(tǒng)響應矩陣”都存在噪聲，成像模型沒有唯一解，利用總體最小二乘方法對可見度函數(shù)反演成像，獲得最優(yōu)解；利用圖像分割和中值濾波對微波輻射圖像進行處理，提高微波輻射圖像的質量。