數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)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(jì)是近年來提出的一種新型輻射計(jì)，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(shí)不需要機(jī)械掃描輻射計(jì)所使用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備和相控陣電掃描輻射計(jì)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(jì)相比它掃描波束的形狀和方向都可以控制，還可以實(shí)現(xiàn)定位、跟蹤、重復(fù)掃描，具有信號(hào)處理簡單、波束方向靈活的優(yōu)點(diǎn)，因此這種輻射計(jì)在海水鹽度測量、射電天文觀測、軍事目標(biāo)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(jì)的基本性能，本文從數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用隨機(jī)信號(hào)分析的方法，推導(dǎo)了數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)主要性能指標(biāo)的表達(dá)式；在此基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)各部分的非理想因素對(duì)數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)性能的影響；并針對(duì)數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)自身的特點(diǎn)，提出了部分沖擊響應(yīng)矩陣的校正算法，利用實(shí)際測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。主要內(nèi)容包括：
　　 分析了數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)和綜合孔徑輻射計(jì)

3、形成的波束進(jìn)行了比較，為數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)建立了原理模型。
　　 利用隨機(jī)信號(hào)分析理論，分析了熱輻射信號(hào)在數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)接收過程中的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，從理論上推導(dǎo)了數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)的基本性能指標(biāo)：靈敏度和空間分辨率，給出了數(shù)字波束形成輻射計(jì)的靈敏度和空間分辨率的表達(dá)式。并且通過理論分析和實(shí)驗(yàn)比較了數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)、實(shí)孔徑輻射計(jì)和綜合孔徑輻射計(jì)的靈敏度和空間分辨率。
　　 從輻射計(jì)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(jì)的各個(gè)系統(tǒng)部件（天線、接收機(jī)、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(duì)于輻射計(jì)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(duì)于輻射計(jì)系統(tǒng)的接收機(jī)部分，重點(diǎn)對(duì)具有直接射頻采樣結(jié)構(gòu)的輻射計(jì)接收機(jī)進(jìn)行了分析，分析了帶外噪聲對(duì)輻射計(jì)接收機(jī)的影響。對(duì)于輻射計(jì)系統(tǒng)的AD部分給出了數(shù)字波束形成微波輻射計(jì)的信號(hào)量化噪聲比與量化階數(shù)之間的關(guān)系。以