导读:本文包含了光学合成孔径论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:高分辨观测,光学合成孔径,新型多圆周阵列,相位误差理论
光学合成孔径论文文献综述
刘爱敏[1]（2018）在《高截止频率光学合成孔径技术研究》一文中研究指出光学合成孔径(Optical Synthetic Aperture,OSA)是目前最有希望实现高分辨率天文观测及GEO高分辨率对地成像的技术手段之一,它以一定方式对多个子孔径进行优化排列,在相关子镜满足共相位的条件下,完成合成孔径干涉成像,从而达到等效单个大口径光学系统的成像质量。本文针对目前光学合成孔径系统应用中的关键技术问题,对系统中二维光瞳阵列结构优化、相位误差理论及评价函数、复杂光瞳及复色光的相位误差成像性能分析、图像式共相算法及相关的实验验证等方面开展了研究工作。首先,在二维光瞳阵列结构优化方面,提出了一类高截止频率的新型多圆周阵列(IMCA阵列)。在设定几何填充因子的前提下,采用遗传算法,以最大化MTF实际截止频率为适应度函数,对二维合成孔径多同心圆周阵列中,不同圆周上子镜尺寸及数目、各圆周之间的间隔及相对旋转角度等参数进行了优化计算。结果表明,与传统Golay阵列、多圆周阵列等二维OSA阵列相比,这种新型非均匀多圆周阵列的实际截止频率最高,且MTF覆盖区域比较均匀,具有良好的中高频特性,成像质量近似于单个环状光瞳结构,为新型合成孔径高分辨探测的二维光瞳优化排列提供了一种可行的技术路线。其次,在相位误差理论及评价函数方面,建立了适用于任意OSA光瞳结构型式的通用相位误差分析模型,基于傅里叶光学理论推导出了单色光OSA阵列中各子孔径的相位误差与系统MTF、PSF和SR之间的数学解析表达式,与相位误差阶数、子镜的形状、大小及排列方式无关,并进而讨论了相位误差幂级数和泽尼克多项式表达式之间的区别和联系,为后续相位误差敏感度分析做准备。然后,在不同的子镜中心遮拦比、不同形状的子镜次镜支撑柱等情况下,深入研究了piston误差、tilt误差等低阶相位误差及叁阶相位像差对不同光瞳结构OSA系统的SR的影响,得到了相应的相位误差敏感度列表及变化情况。结果表明,piston误差是最敏感的误差,离焦误差在IMCA-6-Cd阵列中变得比tilt误差更敏感,而OSA系统存在遮拦时彗差敏感度变化量最大,这些结论为OSA系统共相指明方向;同时,将入射波长进行粗略离散化时,复色光双子镜SR随各阶相位误差变化的函数关系变得更为平滑;此外,在piston误差基本在相干长度范围内变化的情况下,还详细讨论了复色光双子镜阵列的MTF、PSF与单色光入射的不同之处。再次,在利用MTF次峰高度对piston误差进行探测的基础上,结合入射光宽带光谱分布改进了两者的数学关系式,提出了采用不同带宽及光谱分布的光源组合并结合MTF次峰高度进行探测的方法,能够实现OSA系统中piston误差的宽范围(数十倍甚至数百倍波长)及高精度探测。在理想情况下,在双子镜系统中,采用实测得到的不同带宽的LED光源光谱分布进行了半物理仿真计算。利用MATLAB软件对入射波长进行精细离散化(带宽内,波长采样个数均超过100个),揭示了光源带宽(相干长度)与图像式piston误差探测范围及精度的高度相关性。在复杂光瞳结构中,对上述基于MTF次峰高度进行piston误差探测的原理、方法和限制条件进行了研究。最后,开展了光学合成孔径系统新型多圆周阵列及共相算法的实验验证。采取共用次镜的实验方法,结合四种不同颜色和带宽的光源,获得了不同填充因子下,双子镜阵列和新型多圆周阵列对应的二维PSF图像,与MATLAB及ZEMAX仿真结果基本一致;采用双液晶延迟器在双子镜系统中产生固定的piston误差作为基准,开展了多倍波长范围内,piston误差与MTF次峰高度关系的原理验证实验。实验结果表明,多倍波长范围内,实际双子镜系统的piston误差与MTF次峰高度存在一一对应关系,可结合具体系统建立确定的数学关系。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)》期刊2018-12-01）
李道京,胡烜[2]（2018）在《合成孔径激光雷达光学系统和作用距离分析》一文中研究指出该文对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,SAL)光学系统和作用距离进行了分析。根据SAL成像特点,提出了SAL使用非成像衍射光学系统的概念,并引入相控阵模型对其性能进行分析。通过在压缩光路中馈源和主镜两处使用二元光学器件,在口径300 mm条件下将2°接收视场信号收入光纤,对所需的相位参数和对应的波束方向图进行了计算仿真。给出了SAL作用距离方程,分析了相干探测和信号积累增益,明确了SAL具有良好的微弱信号探测能力的结论。针对实际应用需求,给出了一个远距离高分辨率机载SAL系统参数和工作模式。5 cm分辨率时,在连续条带成像模式下,其作用距离可达5 km,幅宽可达1.5 km;在滑动聚束成像模式下,作用距离可达10 km,幅宽可达1 km。(本文来源于《雷达学报》期刊2018年02期）
周程灏,王治乐,张树青,陆敏[3]（2018）在《大孔径衍射受限光学合成孔径系统MTF中频补偿》一文中研究指出光学合成孔径(OSA)技术能够极大地提高光学系统的空间分辨率,但是由于孔径的离散与稀疏,导致其调制传递函数(MTF)中频部分相比单一口径系统显着下降。论述OSA成像的方式和原理,分析OSA中频MTF下降的原因和原理。以填充因子为线索,分别给出大填充因子中频MTF下降和小填充因子中频MTF缺失的处理方法。对于中频MTF下降,采用图像复原的方式恢复图像中的中频信息;对于中频MTF缺失,采用两个系统分别成像再融合图像的方法补偿中频。分别分析了两种方法的可行性,给出了两种情况的Zemax仿真验证,结果表明两种方法均可行。(本文来源于《光学学报》期刊2018年04期）
周涛,潘剑君,韩涛,魏善宝[4]（2017）在《基于多时相合成孔径雷达与光学影像的冬小麦种植面积提取》一文中研究指出小麦是中国最重要的农作物之一,准确、及时掌握小麦种植面积具有重要意义。以探索合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)与光学数据对种植结构复杂地区冬小麦识别的能力,提高识别精度为目的。该研究以多时相SAR(Sentinel-1A)和光学影像(Landsat-8)为数据源,选取种植结构复杂的都市农业区为研究区。构建不同特征向量组合,利用支持向量机(support vector machine,SVM)提取冬小麦种植面积。通过对比分析基于不同特征向量组合的冬小麦识别精度,结果表明:1)使用SAR后向散射数据得到85.7%的制图精度和87.9%的用户精度;2)添加SAR数据纹理信息,总体精度高达90.6%,比单独使用后向散射数据在制图精度和用户精度上分别提高7.6%和6.7%;3)当SAR数据和光学影像结合时,总体精度高达95.3%(制图精度97%,用户精度98.4%),比单独使用SAR数据在制图精度和用户精度上分别提高3.7%和3.8%。因此,基于SAR数据的都市农业区冬小麦分类,有着较高分类精度,纹理信息和光学影像的添加能有效提高识别精度。研究结果可为SAR数据的农作物识别和应用提供理论基础。(本文来源于《农业工程学报》期刊2017年10期）
李一哲[5]（2017）在《大视场合成孔径激光雷达光学系统研究》一文中研究指出合成孔径激光雷达是合成孔径技术和激光雷达技术结合的产物,能够得到比微波合成孔径雷达高得多的空间分辨率,可以为全天时、高分辨率、高精度的空间、地面目标检测提供有效的技术手段。因为激光极短的波长及良好的相干性,使得雷达的分辨率得到很好的提升,也更方便系统的小型化和集成化。正是基于合成孔径激光雷达的上述优点,使其成为近年来国内外研究热点。本文依托“大视场空间外差光路研究”项目,针对合成孔径激光雷达中外差探测视场的问题进行了研究工作:1.简要汇总了合成孔径雷达和激光雷达的发展历程和现状,汇总了近年来有重大意义的项目和成果;分别总结了合成孔径激光雷达在国内外的发展历程和研究现状;分析了合成孔径激光雷达的关键技术;2.研究了合成孔径激光雷达的基本原理,包括合成孔径概念的直观描述、成像几何模型以及成像算法;对比了合成孔径激光雷达和合成孔径雷达的区别;研究了外差探测的基本原理、空间相位条件,以及信噪比和混频效率的关系;3.分析了大视场空间外差光路指标,研究了艾里斑原理光路、焦平面外差光路和出瞳面外差光路的视场实现;另外对增大本振光束腰光路、阵列探测器光路和微透镜光路的视场实现进行了分析;对上述几种光路进行了分析对比;认为阵列探测器光路可以实现项目要求;4.针对阵列探测器光路进行了光学系统设计,包括需求分析、本振光准直及发射光路设计、信号光接收及外差光路设计;5.最后总结了全文内容并说明不足,展望了后续工作。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)》期刊2017-05-01）
李杨[6]（2017）在《光学合成孔径成像系统的共相探测技术研究》一文中研究指出光学合成孔径成像方式是未来高分辨率观测光学望远镜的发展主流。天文研究前沿需要更高分辨率和灵敏度的光学望远镜,而现有的技术工艺,单一主镜无法达到所需口径。现有在建的极大口径光学望远镜均使用光学合成孔径成像方式,使用若干个子孔径合成为大于单个子孔径口径的望远镜。对于不同类型的光学合成孔径成像系统,均面临着平移误差(piston error,不同子孔径波前到成像焦面上存在光程差)带来像质降低问题。本论文工作以围绕平移误差的探测展开研究,对色散条纹传感器的设计和平移测量误差进行了系统深入的分析研究,并在此基础上实现了光学合成孔径共相。此外还提出并验证了一种使用白光扫描干涉同时测量多子孔径间平移误差的方法。首先,归纳调研了不同类型的光学合成孔径成像系统,综述了现有针对光学合成孔径成像系统的平移误差探测方法,分析归纳光学合成孔径的平移误差特点。在这些内容基础上,得出所要解决问题的特点和途径。然后,首次系统分析了色散条纹传感器关键参数的主要影响因素并进行了实验验证。修正了前人对色散条纹传感器对于测量范围的认识,得到其分辨率的范围,通过实验证实色散条纹传感器具有满足精共相探测的能力。针对色散条纹提取平移误差,提出一种在信噪比低时维持测量精度的方法。该方法称为色散条纹色散方向累加-左峰减右峰法。通过实验对比表明该方法具有抗噪声能力强,精度高的特点。再次,建立了一套光学合成孔径成像共相探测实验系统,首次实现了通过色散哈特曼传感器完成对光学合成孔径成像系统的多孔径间同时白光闭环共相。在四孔径和七孔径的白光闭环共相实验中,均取得了闭环后平移误差RMS小于波长的1/20。远场衍射光斑小于衍射极限的1.07倍。达到了光学合成孔径成像系统的粗精共相探测和闭环的目的。最后,提出了一种基于白光扫描干涉和微透镜聚焦的同时测量多个子孔径和参考子孔径间平移误差的方法。该方法称为白光扫描自参考干涉。相比于从干涉图中提取白光干涉信号,微透镜的聚焦,一方面提高信号强度,另一方降低对相机靶面需求。通过实验验证了该方法的可行性,结果表现出实验中的传感器具有大于1毫米的测量范围,同时测量精度小于1/10波长。本论文研究工作成功地实现了光学合成孔径成像系统通过色散哈特曼传感器进行白光闭环共相,完善了色散条纹传感器和色散哈特曼传感器的理论体系,并对其经行改进。白光扫描自参考干涉测量光学合成孔径成像系统的平移误差方法被提出。并通过实验证实白光扫描自参考干涉仪能够探测大于1mm以上的平移误差,同时精度满足精共相要求,是一种满足未来光学合成孔径成像系统共相需求的共相探测技术。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2017-04-01）
王智鹏[7]（2017）在《时序拼接光学合成孔径成像技术研究》一文中研究指出随着人类天文观测的逐渐深入,天文学家对望远镜成像分辨率的要求越来越高,望远镜孔径尺寸也随之越来越大。然而,望远镜孔径的增大受到诸如加工技术、制造成本和体积重量等众多因素的制约。时序拼接光学合成孔径成像技术作为一种新型的光学合成孔径成像技术,有望能够减弱望远镜孔径增大所面临的限制,本文对其进行系统的理论、数值仿真和实验研究。时序拼接光学合成孔径成像技术(Time-sequential Optical Synthetic Aperture Imaging Technique)的主要思想是:移动单个小孔径成像系统,使其在不同位置对于目标进行菲涅尔非相干全息成像,之后将不同位置上得到的小尺寸全息子图拼接成为大尺寸的全息图,最后对大尺寸全息图进行数字重建从而得到目标像。时序拼接光学合成孔径成像技术主要应用于观测系统与目标之间存在相对运动的情景中,与其他光学合成孔径成像技术相比,时序拼接光学合成孔径成像技术具有成像系统简单灵活、理论上成像分辨率不受限等优势。本文首先详细介绍了数字全息成像技术的记录和再现原理,在这个基础上对菲涅尔非相干全息成像技术和时序拼接光学合成孔径成像技术进行了深入的理论分析。通过分析可知,相对于单个小孔径菲涅尔非相干全息成像技术,时序拼接光学合成孔径成像技术可以显着地提高成像分辨率。研究中建立了数值仿真平台和实验平台,并利用数值仿真和实验的方法对时序拼接光学合成孔径提高分辨率的有效性进行了分析验证。在上述研究基础上,本文进一步分析了时序拼接光学合成孔径系统成像参数对于成像分辨率的影响,成像参数主要包括:记录距离,相位掩膜类型,相位掩膜的半径,相位掩膜中球面波相位分布的半径以及相移算法中的相移量和相移步数,基于数值仿真和实验对理论分析的结果进行了有效的研究和验证。此外,本文还通过理论分析对时序拼接光学合成孔径系统成像参数的取值范围提出了限制条件,譬如孔径平面和观测平面之间的距离应远远大于孔径的尺寸以及观察区域的最大限度以满足菲涅尔衍射条件等,这些结论可以为时序拼接光学合成孔径成像系统的设计和应用提供参考。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2017-03-01）
周程灏,王治乐,朱峰[8]（2017）在《大口径光学合成孔径成像技术发展现状》一文中研究指出简明介绍了光学合成孔径的两种成像方式和光学波段合成孔径的发展概况。全面介绍镜面拼接、稀疏孔径和位相阵列3种合成孔径结构系统国内外发展现状。归纳出了目前光学合成孔径技术在天基和地基观测系统的发展趋势及技术难题。与传统单一口径的光学系统相比,光学合成孔径系统具有更高的分辨率、镜面加工难度低、易折迭、重量轻等特点,是实现高分辨率光学成像系统的一种重要且有效途径。(本文来源于《中国光学》期刊2017年01期）
李春,牟宗高,周程灏,王治乐,张迎春[9]（2016）在《基于微小卫星的光学合成孔径成像系统研究》一文中研究指出光学遥感技术正朝着高空间分辨率方向发展,然而更高的空间分辨率必然要求空间成像系统口径越来越大,因此回避大口径系统加工难度同时提高天基探测系统分辨率成为亟待解决的问题。文章简要阐明了光学合成孔径等效成像的基本原理并归纳总结出了光学合成孔径技术的发展趋势,针对微小卫星光学合成孔径成像的误差类型及来源进行了分析,提出了微小卫星实现光学合成孔径技术的4种基本设想,其中基于微小卫星的空间交会对接位相阵列形式较为可行,并指出了后续在轨应用的研究方向。(本文来源于《空间电子技术》期刊2016年02期）
白静,姜爱民,戴妍峰[10]（2016）在《Golay3型光学稀疏孔径系统退化图像的频率信息提取及合成研究》一文中研究指出利用组成星座的小卫星,分别携带分离的子望远镜和合光成像望远镜,构成Fizeau型光学综合孔径干涉系统,实现高分辨率的面源目标成像是当前的研究热点之一。这种光干涉成像系统,由于稀疏度较大,UV覆盖不全,即空间频率采样不连续,表现为系统光学传递函数有零值存在。要克服UV覆盖不全的影响,获得等效的大孔径望远镜成像效果,需要改变子孔径的空间排布,获得不同基线条件下的图像,进行空间频率信息的提取和合成,最后采用逆滤波的方法达到提高图像质量的目的。在分析单子孔径传递函数与系统传递函数关系的基础上,优化子孔径的排布方式,采用不同的频域滤波器将不同基线获得的图像中信噪比高的频率区域提取出来进行合成,再变换到空域并进行逆滤波处理,得到改善的合成图像。仿真结果显示,当得到的干涉图信噪比较低时,该方法可以有效地提高合成图像的质量。(本文来源于《天文研究与技术》期刊2016年03期）
光学合成孔径论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
该文对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,SAL)光学系统和作用距离进行了分析。根据SAL成像特点,提出了SAL使用非成像衍射光学系统的概念,并引入相控阵模型对其性能进行分析。通过在压缩光路中馈源和主镜两处使用二元光学器件,在口径300 mm条件下将2°接收视场信号收入光纤,对所需的相位参数和对应的波束方向图进行了计算仿真。给出了SAL作用距离方程,分析了相干探测和信号积累增益,明确了SAL具有良好的微弱信号探测能力的结论。针对实际应用需求,给出了一个远距离高分辨率机载SAL系统参数和工作模式。5 cm分辨率时,在连续条带成像模式下,其作用距离可达5 km,幅宽可达1.5 km;在滑动聚束成像模式下,作用距离可达10 km,幅宽可达1 km。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光学合成孔径论文参考文献
[1].刘爱敏.高截止频率光学合成孔径技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所).2018
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[3].周程灏,王治乐,张树青,陆敏.大孔径衍射受限光学合成孔径系统MTF中频补偿[J].光学学报.2018
[4].周涛,潘剑君,韩涛,魏善宝.基于多时相合成孔径雷达与光学影像的冬小麦种植面积提取[J].农业工程学报.2017
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