● 摘要
航天高分辨率光学遥感器代表航天遥感技术领域的制高点,目前世界各国争先研制高分辨率的空间光学遥感器以满足各种应用需要。但是光学成像系统的分辨率受衍射极限限制,光学成像系统的衍射极限分辨率与孔径的大小成反比。但口径的增大意味着遥感器体积、研制难度和制造成本的剧增。要达到可见光甚高分辨率,采用传统的设计思想和制造工艺已难以实现,并且体积和质量巨大也难以发射。光学综合孔径成像技术研制航天大口径高分辨率遥感器的一种新技术。 本论文的研究目的是进行光学综合孔径成像技术的成像关键技术研究和验证。介绍了光学综合孔径成像的主要分类和国内外研究现状。阐述了光学综合孔径成像的基本原理,并对光学综合孔径成像系统的点扩散函数、光学传递函数、调制传递函数进行了分析。阵列设计是综合孔径成像系统设计中的重要问题。针对光学综合孔径成像中的阵列设计进行了研究,分析了阵列结构布局和阵列填充因子对成像特性的影响,并对常见的圆周结构阵列、Golay结构阵列、三臂结构阵列的成像特性进行了仿真分析,分析阵列的空间频率覆盖,并使用Matlab对阵列的点扩散函数和调制传递函数进行了仿真。在此基础上针对不同结构的6孔径阵列进行了对比分析。针对填充因子对光学综合孔径成像的影响进行了仿真分析。该仿真分析为系统设计提供了参考。光学综合孔径成像系统最重要的问题是共相位问题。光学综合孔径成像系统要求各子孔径产生的像场必需是同位相叠加,这样才能达到提高分辨率的目的。对光学综合孔径成像系统中的主要误差轴向误差和倾斜误差对成像的影响进行了研究。从点扩散函数和调制传递函数两方面对相位误差对成像的影响进行了分析。研究表明光学综合孔径成像系统中需要高精度的光学延迟系统和指向控制系统。
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