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抑制孔径间距误差影响的相干场成像质量提升方法研究

程志远 马彩文 罗秀娟 张羽 朱香平 夏爱利

抑制孔径间距误差影响的相干场成像质量提升方法研究

程志远, 马彩文, 罗秀娟, 张羽, 朱香平, 夏爱利
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  • 相干场成像基于激光发射孔径间距相等、频谱相等的基本假设, 迭代计算频谱重建高分辨图像, 实际应用中不可避免的激光发射孔径间距误差是影响成像质量的重要因素. 针对发射孔径间距误差造成的成像质量下降问题, 提出一种抑制孔径间距误差影响的成像质量提升方法. 首先分析了孔径间距误差对激光回波频谱和成像质量的影响机理; 推导得到了频谱误差迭代模型; 理论上构建了孔径间距误差对信号频谱和成像质量的零影响条件方程; 提出一种线性规划方法求解成像质量零影响条件方程, 得到孔径间距误差最优化分布矩阵; 实际应用中基于该最优化误差矩阵合理分配各孔径间距误差, 就可抑制孔径误差对成像质量的影响. 实验验证了该方法的正确性和有效性. 结果表明: 该方法可提升成像质量评价指标斯特列尔比近1倍; 所提方法可便捷有效地抑制孔径误差对成像质量的影响. 该研究为实际相干场系统成像质量的提升和发射阵列孔径间距精度设计提供了理论指导.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11173053)资助的课题.
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    Cuellar E L, Cooper J, Mathis J, Fairchild P 2008 Proc. SPIE 7094 70940G

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    Liu R F, Yuan X X, Fang Y Z, Zhang P, Zhou Y, Gao H, Li F L 2014 Chin. Phys. B 23 054202

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    Fu J, Li P 2013 Chin. Phys. B 22 014204

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    Zeng Z H, Luo X J, Wang B F, Xia A L, Cheng Z Y, Si Q D 2014 Acta Photon. Sin. 43 0601002 (in Chinese) [曾志红, 罗秀娟, 王保峰, 夏爱利, 程志远, 司庆丹 2014 光子学报 43 0601002]

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    Ye S, Liu Y, Wu J 2011 High Power Laser Particle Beams 23 611 (in Chinese) [叶溯, 刘艺, 吴健 2011 强激光与粒子束 23 611]

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    Jiang Z Y, Li L, Huang Y F 2009 Chin. Phys. B 18 2774

    [14]

    Li Y 2013 Ph. D. Dissertation (Xi’an: Chinese Academy Scienses University) (in Chinese) [李杨 2013 博士学位论文 (西安: 中国科学院大学)]

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    Kong X X, Huang M, Zhang W X 2012 Acta Opt. Sin. 32 1211001 (in Chinese) [孔新新, 黄旻, 张文喜 2012 光学学报 32 1211001]

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-09
  • 修回日期:  2014-12-22
  • 刊出日期:  2015-06-05

抑制孔径间距误差影响的相干场成像质量提升方法研究

  • 1. 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11173053)资助的课题.

摘要: 相干场成像基于激光发射孔径间距相等、频谱相等的基本假设, 迭代计算频谱重建高分辨图像, 实际应用中不可避免的激光发射孔径间距误差是影响成像质量的重要因素. 针对发射孔径间距误差造成的成像质量下降问题, 提出一种抑制孔径间距误差影响的成像质量提升方法. 首先分析了孔径间距误差对激光回波频谱和成像质量的影响机理; 推导得到了频谱误差迭代模型; 理论上构建了孔径间距误差对信号频谱和成像质量的零影响条件方程; 提出一种线性规划方法求解成像质量零影响条件方程, 得到孔径间距误差最优化分布矩阵; 实际应用中基于该最优化误差矩阵合理分配各孔径间距误差, 就可抑制孔径误差对成像质量的影响. 实验验证了该方法的正确性和有效性. 结果表明: 该方法可提升成像质量评价指标斯特列尔比近1倍; 所提方法可便捷有效地抑制孔径误差对成像质量的影响. 该研究为实际相干场系统成像质量的提升和发射阵列孔径间距精度设计提供了理论指导.

English Abstract

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