數(shù)字波束形成微波輻射計性能分析及誤差校正方法研究.pdf

1、數(shù)字波束形成微波輻射計是近年來提出的一種新型輻射計，它能夠以成像方式和非成像方式工作。它用于形成輻射圖像時不需要機械掃描輻射計所使用的驅(qū)動設(shè)備和相控陣電掃描輻射計所使用的相控陣，簡化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)；與綜合孔徑輻射計相比它掃描波束的形狀和方向都可以控制，還可以實現(xiàn)定位、跟蹤、重復(fù)掃描，具有信號處理簡單、波束方向靈活的優(yōu)點，因此這種輻射計在海水鹽度測量、射電天文觀測、軍事目標跟蹤等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 為了分析這種新型

2、輻射計的基本性能，本文從數(shù)字波束形成微波輻射計的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用隨機信號分析的方法，推導了數(shù)字波束形成微波輻射計主要性能指標的表達式；在此基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)各部分的非理想因素對數(shù)字波束形成微波輻射計性能的影響；并針對數(shù)字波束形成微波輻射計自身的特點，提出了部分沖擊響應(yīng)矩陣的校正算法，利用實際測量的實驗數(shù)據(jù)進行了驗證。主要內(nèi)容包括：
　　 分析了數(shù)字波束形成微波輻射計的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對數(shù)字波束形成微波輻射計和綜合孔徑輻射計

3、形成的波束進行了比較，為數(shù)字波束形成微波輻射計建立了原理模型。
　　 利用隨機信號分析理論，分析了熱輻射信號在數(shù)字波束形成微波輻射計接收過程中的統(tǒng)計規(guī)律，從理論上推導了數(shù)字波束形成微波輻射計的基本性能指標：靈敏度和空間分辨率，給出了數(shù)字波束形成輻射計的靈敏度和空間分辨率的表達式。并且通過理論分析和實驗比較了數(shù)字波束形成微波輻射計、實孔徑輻射計和綜合孔徑輻射計的靈敏度和空間分辨率。
　　 從輻射計測量的基本原理出發(fā)，分析了

4、數(shù)字波束形成微波輻射計的各個系統(tǒng)部件（天線、接收機、AD）引入的非理想因素，建立了這些非理想因素的誤差模型。對于輻射計的天線部分，建立了考慮幅相誤差的天線陣列方向圖模型，并分析了天線陣列主波束的增益衰減因子、旁瓣電平和陣列指向誤差。對于輻射計系統(tǒng)的接收機部分，重點對具有直接射頻采樣結(jié)構(gòu)的輻射計接收機進行了分析，分析了帶外噪聲對輻射計接收機的影響。對于輻射計系統(tǒng)的AD部分給出了數(shù)字波束形成微波輻射計的信號量化噪聲比與量化階數(shù)之間的關(guān)系。以