论文摘要
毫米波是一种波长位于微波和红外光谱之间的电磁辐射,兼有红外和微波的特征,从而形成其特有的性能。无源毫米波成像是20世纪90年代以来毫米波技术领域的一个研究热点,目前无源毫米波成像普遍采用单天线波束机械扫描工作方式,该法存在着分辨率不高以及灵敏度较低等不足。近年来,随着毫米波固体器件和信号处理技术的快速发展,无源毫米波高分辨率成像技术发展十分迅速,二十世纪八十年代末出现的毫米波焦平面多波束阵列成像技术使成像精度、实时性大大提高,并逐渐开始应用于军事和民用领域。本文研究了无缘毫米波超分辨率成像技术。首先,简单描述无源毫米波成像的目的、意义、国内外发展现状、无源毫米波图像处理中的关键问题。其次,论述了无源毫米波成像系统的基本构造,引出了辐射成像的理论基础,在此基础上,对无源毫米波成像系统工作原理和技术指标要求进行了讨论。接着,结合无源毫米波成像系统的工作原理,推导了毫米波成像系统的成像模型,在此模型的基础上设计仿真软件,通过仿真实验得到仿真数据,并分析了无源毫米波图像的退化机理。最后,研究了无源毫米波图像复原方法,并在对无源毫米波图像的退化机理分析的基础上,根据无源毫米波图像空间分辨率低、图像模糊以及焦平面无源毫米波成像点扩展函数的空变特性,进行了超分辨率图像复原算法的研究,提出了一种新的迭代算法和一种改进的非线性频谱外推算法。对毫米波图像进行了复原试验,并分析了试验结果。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景及意义1.2 无源毫米波成像技术的发展及其应用1.3 图像的复原技术1.4 论文的主要工作与结构安排第二章 无源毫米波成像系统2.1 无源毫米波成像的理论基础—辐射测量理论2.1.1 电磁辐射的数学描述2.1.2 黑体辐射原理2.1.3 物体辐射特性2.2 无源毫米波成像系统的工作原理2.2.1 典型的无源毫米波成像的基本工作过程2.2.2 微波辐射测量原理2.2.3 成像接收机工作原理2.3 数字无源毫米波图像复原问题的提出2.4 本章小结第三章 无源毫米波焦平面成像技术及仿真3.1 毫米波焦平面阵列成像技术分析3.1.1 焦平面成像的一般描述3.1.2 毫米波焦平面成像技术指标分析3.2 焦平面成像的系统仿真3.2.1 天线温度的计算3.2.2 波束扫描方式分析3.2.3 仿真结果与分析3.3 本章小结第四章 无源毫米波图像处理技术研究4.1 问题的提出4.2 天线辐射方向图对亮温分布的平滑作用4.3 成像系统的退化变质模型4.3.1 图像的退化模型4.3.2 病态问题的求解4.4 图像复原方法4.5 图像超分辨率原理4.5.1 超分辨率算法的理论基础4.5.2 超分辨率复原的数学基础4.5.3 超分辨率的极限4.5.4 超分辨率的算法4.6 图像质量评价4.7 焦平面毫米波辐射图像的复原技术4.7.1 焦平面毫米波无源成像特点4.7.2 系统点扩展函数的获得与空变特性分析4.7.3 传统方法在焦平面毫米波辐射图像复原中的应用与分析4.7.4 一种新的迭代法在焦平面毫米波辐射图像复原中的应用与分析4.7.5 高分辨率图像恢复的非线性外推算法的改进4.8 本章小结第五章 总结与展望致谢参考文献在学期间的研究成果
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