张爱丽^{1, 2},
刘浩^1,,,
武林¹,
牛立杰¹,
张成¹,
陈雪¹,
吴季^{1, 2}
1.中国科学院国家空间科学中心 北京 100190
2.中国科学院大学 北京 100049
基金项目:国家自然科学基金(41675035)，北京市科技计划课题(Z161100002616033)

详细信息

作者简介:张爱丽：女，1991年生，博士生，研究方向为一维综合孔径微波辐射计高精度成像
刘浩：男，1978年生，研究员，研究方向为干涉式综合孔径辐射计的系统和信号处理
武林：男，1985年生，副研究员，研究方向是综合孔径辐射计理论与仪器研究
牛立杰：男，1974年生，博士生，研究方向为辐射计系统及定标技术
张成：男，1978年生，副研究员，研究方向为综合孔径辐射计系统和数据处理
陈雪：女，1982年生，助理研究员，研究方向为天线仿真设计
吴季：男，1958年生，研究员，研究方向为微波遥感及空间探测

通讯作者:刘浩 liuhao@mirslab.cn

中图分类号:TM931

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出版历程

收稿日期:2018-11-22
修回日期:2019-03-11
网络出版日期:2019-04-12
刊出日期:2019-11-01

The Application of the G-matrix Modification Methods to the Imaging of the 1-D Synthetic Aperture Microwave Radiometer

Aili ZHANG^{1, 2},
Hao LIU^1,,,
Lin WU¹,
Lijie NIU¹,
Cheng ZHANG¹,
Xue CHEN¹,
Ji WU^{1, 2}
1. National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (41675035), Beijing Science and Technology Plan (Z161100002616033)


摘要
摘要:1维综合孔径微波辐射计通常会采用 G 矩阵模型法来实现亮温图像的重建。对于1维辐射计系统，成像过程主要包含：辐射计仪器观测2维全视场的目标场景亮温，得到1维的可见度函数采样值，再通过对系统参数矩阵 G 求逆来实现目标场景的1维图像重建。由于1维辐射计系统的采样基线只分布在空间频率域的1个维度上，所以在图像重建过程中，需要实现矩阵 G 从2维到1维的转换。对此，该文提出了两种适用于1维综合孔径微波辐射计成像的 G 矩阵修正方法。并针对目前已经完成的8单元辐射计地面样机系统和目前正在研制的10单元盐度计样机系统，通过理论分析和仿真实验，验证了 G 矩阵修正法对1维综合孔径微波辐射计成像结果的改善效果，以及对天线方向图旁瓣恶化所引入成像误差的有效抑制。
关键词:综合孔径辐射计/
成像算法/
G矩阵/
旁瓣恶化
Abstract:The G -matrix model method is usually used to achieve the brightness temperature reconstruction for the one-Dimensional (1-D) synthetic aperture microwave radiometer system. For the 1-D radiometer system, the imaging process mainly includes: the radiometer instrument observes the full field of view of the 2-D target scene maps, and obtains the 1-D samples of the visibility, and then inverts the system parameter matrix G to realize the reconstruction of the 1-D image of the target scene. Since the system sampling baselines are only distributed in the 1-D of the spatial frequency domain, in the process of the brightness temperature image reconstruction, the matrix G needs to realize 2-D to 1-D conversion. Therefore, two G -matrix modification methods are proposed to improve the imaging quality for the 1-D synthetic aperture microwave radiometer. For the 8-element ground radiometer prototype system and the 10-element salinity radiometer system, theoretical analysis and simulation experiments have verified that the G -matrix modification methods proposed in this paper can effectively improve the imaging results, and can effectively suppress the imaging error caused by the side-lobed degradation of the antenna patterns.
Key words:Synthetic aperture radiometer/
Imaging algorithm/
G-matrix/
Side-lobed degradation



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