直接采樣微波輻射計(jì)性能分析及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、直接采樣微波輻射計(jì)用高速、寬帶ADC代替常規(guī)微波輻射計(jì)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(jié)構(gòu)簡單的新型微波輻射計(jì)。直接采樣微波輻射計(jì)把電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性轉(zhuǎn)化為信號處理的復(fù)雜度，具有重量輕、穩(wěn)定性高、功耗小、處理靈活等優(yōu)點(diǎn)，非常適合星載微波輻射計(jì)遙感應(yīng)用。直接采樣微波輻射計(jì)是微波輻射計(jì)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(jì)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(jì)成像質(zhì)量仍然較低。對直接采樣微波輻射計(jì)接收信號機(jī)理和輸出信號的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行研究，分析直接采樣微波輻射計(jì)的性能，并對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，以提高直接采樣微波輻射計(jì)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(chǔ)上，給出全功率直接采樣微波輻射計(jì)的靈敏度表達(dá)式；利用過采樣降低系統(tǒng)噪聲，利用數(shù)字濾波和譜估計(jì)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(jì)的靈敏度。
　　 根據(jù)ADC非理想量化的特點(diǎn)，利用理想量化和多項(xiàng)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(jì)的非線性定標(biāo)方程；利用多點(diǎn)定標(biāo)方法對全功率直接采樣微波輻射計(jì)進(jìn)行定標(biāo)，提高全功率直接采樣微波輻射計(jì)的測量精度。
　　 根據(jù)綜合孔徑直接采樣微波輻射計(jì)的成像特點(diǎn)，采用數(shù)字Hilbert變換對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)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(yīng)的方法對ADC的采樣誤差進(jìn)行校正，提高綜合孔徑直接采樣微波輻射計(jì)的成像性能。
　　 針對于綜合孔徑直接采樣微波輻射計(jì)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(yīng)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(jìn)行處理，提高微波輻射圖像的質(zhì)量。