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二维圆周综合孔径阵列优化及其毫米波成像特性研究

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遥感学报 2007年第1期11卷 33-38页

作者：何云涛江月松陈海亭北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083

运用模拟退火算法对由20—30根天线组成的二维圆周综合孔径阵列进行优化排列,得到优化排布结果。在此基础上依据综合孔径成像的基本原理,分析了毫米波的成像算法,在u-v域运用了栅格化处理(G ridd ing方法)和线性插值方法。运用该成像算... 详细信息

运用模拟退火算法对由20—30根天线组成的二维圆周综合孔径阵列进行优化排列,得到优化排布结果。在此基础上依据综合孔径成像的基本原理,分析了毫米波的成像算法,在u-v域运用了栅格化处理(G ridd ing方法)和线性插值方法。运用该成像算法对已优化排布的阵列进行了仿真,并进一步讨论了天线数目、插值方法等因素对成像特性的影响。

关键词：综合孔径阵列优化 u-v覆盖可视度函数毫米波成像

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合成孔径光学系统的成像特性和图像复原

应用光学 2010年第4期31卷 567-573页

作者：吴俊吴桢中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所江苏南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室江苏南京210042 中国科学院研究生院北京100049

以Y-4合成孔径系统为基本结构,分析和比较了不同填充因子Y-4系统的u-v平面覆盖、点扩散函数和调制传递函数特性;用Zemax和Matlab软件对系统进行模拟成像,利用维纳滤波和改进的维纳滤波对加噪图像进行复原,使用峰值信噪比(PNSR)标准比较... 详细信息

以Y-4合成孔径系统为基本结构,分析和比较了不同填充因子Y-4系统的u-v平面覆盖、点扩散函数和调制传递函数特性;用Zemax和Matlab软件对系统进行模拟成像,利用维纳滤波和改进的维纳滤波对加噪图像进行复原,使用峰值信噪比(PNSR)标准比较了不同填充因子Y-4系统的复原效果,并分析了影响合成孔径系统成像质量和复原效果的因素。结论如下:通过图像复原,可以极大地改善合成孔径系统所成图像的像质,提高图像的清晰度,使得复原后的图像和其等效单孔径系统所成的像很接近,实现大孔径成像系统的观测效果;图像复原的效果与合成孔径系统的阵列结构和噪声类型有关。

关键词：合成孔径光学系统 u-v覆盖点扩散函数调制传递函数维纳滤波图像复原

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光学综合孔径干涉成像技术

光学精密工程 2002年第5期10卷 434-442页

作者：王海涛周必方国家天文台南京天文光学技术研究所江苏南京210042

闭合相位技术、u_v覆盖技术和像重构技术是光学综合孔径干涉成像的三个关键技术。文中详细介绍了闭合相位技术的原理、u_v覆盖技术 (包括即时覆盖和通过孔径旋转的非即时覆盖两种方法 )和用于图像重构的常用方法以及用于光学综合孔径像... 详细信息

闭合相位技术、u_v覆盖技术和像重构技术是光学综合孔径干涉成像的三个关键技术。文中详细介绍了闭合相位技术的原理、u_v覆盖技术 (包括即时覆盖和通过孔径旋转的非即时覆盖两种方法 )和用于图像重构的常用方法以及用于光学综合孔径像重构的混合迭代方法 ,最后讨论了光学综合孔径干涉成像技术的应用。

关键词：光干涉光学综合孔径图像重构闭合相位 u-v覆盖光学成像

光学综合孔径干涉成像的关键技术及多光束干涉仿真

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紫金山天文台台刊 2003年第1期21卷 96-99页

作者：王海涛周必方中国科学院国家天文台

闭合相位技术、u -v覆盖技术和像重构技术是光学综合孔径干涉成像的三个关键技术。文中简要介绍了光学综合孔径技术的发展历史、这三种关键技术和光学综合孔径望远镜阵的构成 ,对之进行了多光束干涉的计算机仿真和实验仿真 ,两者结果一... 详细信息

闭合相位技术、u -v覆盖技术和像重构技术是光学综合孔径干涉成像的三个关键技术。文中简要介绍了光学综合孔径技术的发展历史、这三种关键技术和光学综合孔径望远镜阵的构成 ,对之进行了多光束干涉的计算机仿真和实验仿真 ,两者结果一致说明了光学综合孔径干涉成像技术中有关干涉的理论的正确性 ,指出了下一步的研究方向。

关键词：光干涉光学综合孔径图像重构闭合相位 u-v覆盖

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基于干涉阵列的高分辨率薄片成像技术研究

基于干涉阵列的高分辨率薄片成像技术研究

作者：明质子北京邮电大学

学位级别：硕士

基于干涉阵列的高分辨率薄片成像技术是一种基于干涉成像原理与集成光路技术的新型成像技术。其相对于传统单镜成像技术有着小尺寸、低重量、低功耗的优势以及分辨率由基线长度决定的特性,使其能够在满足高分辨率的同时还保持着较低的... 详细信息

基于干涉阵列的高分辨率薄片成像技术是一种基于干涉成像原理与集成光路技术的新型成像技术。其相对于传统单镜成像技术有着小尺寸、低重量、低功耗的优势以及分辨率由基线长度决定的特性,使其能够在满足高分辨率的同时还保持着较低的尺寸与工艺成本。因此,基于干涉阵列的高分辨率薄片成像技术常常应用于天文学、地球科学和军事侦察等领域。本文围绕着薄片成像系统的各方面进行研究,主要内容如下:本文首先介绍了薄片成像系统成像的基本原理以及薄片成像系统的组件与模块,并根据系统的信号传输模型讨论了系统的性能参数,如视场、分辨率和u-v覆盖,解释了系统中的各器件与系统结构对这些参数性能的影响。基于系统性能要求,本文出于实际应用考虑提出了一种适当的系统参数。本文接着描述了薄片成像系统的结构建模和其整体成像质量的模拟方法,研究了不同系统参数对成像质量的影响,并发现系统干涉臂的数量与基线排布方式对成像质量有显著的影响。此外,本文根据周向方向上的频率覆盖对成像质量具有更大影响这一结论提出了旋转成像的概念。本文先从理论出发提出了具体的旋转成像方法,并进行仿真验证了其可行性。接着提出了针对于旋转成像的系统结构的优化方案,奇偶基线薄片成像系统。其相较于传统结构有着较高的图像质量提升。最后,本文比较了两种图像重构算法,MP-CLEAN算法和最大熵算法,并得出结论:最大熵算法更为鲁棒,适用于更广泛情况,而MP-CLEAN算法具有更强的定向能力。本文建议将二者都纳入旋转式薄片成像系统中,供用户选择。总的来说,本文对基于干涉阵列的高分辨率薄片成像系统进行了全面深入的分析,包括其理论基础、组件设计、参数选择、成像模拟和算法比较。本文的结论可作为未来研究和开发的参考,并有助于推动高分辨率成像技术的进步。

关键词：干涉成像集成光路基线排布 u-v覆盖图像重构算法

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集成光学干涉成像的图像重构方法研究

集成光学干涉成像的图像重构方法研究

作者：周樱樱北京邮电大学

学位级别：硕士

集成光学干涉成像方法是一种基于光学综合孔径技术和光子集成电路技术的新型成像思路,旨在大幅降低成像系统尺寸、重量和功耗的同时,实现高分辨率成像。该技术的发展有利于降低空间载荷的体积和重量,在军事空间成像机理方面具有重要的... 详细信息

集成光学干涉成像方法是一种基于光学综合孔径技术和光子集成电路技术的新型成像思路,旨在大幅降低成像系统尺寸、重量和功耗的同时,实现高分辨率成像。该技术的发展有利于降低空间载荷的体积和重量,在军事空间成像机理方面具有重要的研究价值,同时作为新一代光电成像体制,其在空间态势感知、天文观测和空间光学遥感等领域具有广阔的应用前景。与传统光学系统直接在胶片、CCD上成像不同,集成光学干涉成像技术获取的原始数据是不完备包含目标频谱的振幅及相位的复相干测量值,还需经过计算还原出物面信息。但由于其空间频率采样值过于稀疏,简单通过傅里叶逆变换得到的空间亮度图像无法满足观测需求。本文重点关注集成光学干涉成像技术中的图像重构这一病态逆问题,旨在研究提升系统成像质量的影响因素和方法。主要工作内容如下:1、对集成光学干涉成像系统的成像机理、光子集成电路布局和信号传输过程进行了全面、系统的研究和讨论,并对成像视场、分辨率、单个探测器光敏元接收能量和有效口径等系统性能参数进行了详细的理论分析。通过与传统单孔径成像技术特性的比较分析,初步论证了集成光学干涉成像方法的性能优势。2、基于SPIDER成像系统的结构设计模型,对集成光学干涉成像系统在单波导下的成像能力进行了仿真验证。基于仿真实验着重分析了限制系统成像质量的因素,主要包括:微透镜阵列排布、干涉基线配对方式和阵列波导光栅信道数,结果表明系统成像质量取决于u-v空间频谱覆盖程度和覆盖特点。3、针对SPIDER系统透镜数量有限、光子集成电路布局固定导致成像效果受限的问题,提出了一种基于压缩感知理论的新型成像系统结构及其优化设计,该设计利用圆孔型掩膜板实时选通透镜阵列,灵活调整基线配对方式,从而构建0/1二值稀疏伪随机测量矩阵完善对目标光信号的数据采集。4、基于上述设计建立了干涉成像图像重构理论模型,并仿真对比了三种系统结构下的图像重构效果和相关性能参数。综合理论分析和实验验证,新型成像系统结构及其优化设计可以增加u-v空间频谱覆盖,提升图像重构精度,同时还大幅简化了光子集成电路的设计,减轻了硬件实现压力和制造成本。

关键词：集成光学干涉成像压缩感知 u-v覆盖图像重构