光学稀疏孔径成像系统的成像特性研究

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1、摘要当前人们对望远镜空间分辨率的要求越来越高，而光学稀疏孔径成像系统是实现高分辨率成像的有效手段，由于其等效直径不受单个子系统口径的限制，得到更为广泛的关注。国外早于上世纪七十年代就开始研究光学稀疏孑L径系统成像的可能性及其相关技术，而我国对此项技术的研究从本世纪初才刚刚起步。本论文对光学稀疏孔径成像系统的成像特性进行了研究，并给出了部分关键技术的分析和讨论。本论文首先根据非相干光学成像理论，给出传统单孔径望远镜系统的成像理论，指出系统成像分辨率与其口径成反比，从而引出稀疏孔径成像系统。接着详细讨论了系统的成像过程和成像性能。和传统望远镜相比，光学稀疏孔径系统所成的像是低对比度的模糊

2、图像。光学稀疏孔径成像系统的等效直径不受单个子系统口径的限制，但系统成像必须满足结构设计原则，即光束的压缩比和子孔径间距的压缩比必须严格相等。论文给出系统结构参数的计算。论文给出了系统布阵的优化原则，分析了环型、Y型和Golay系列等典型的稀疏孔径阵列结构，计算了这些阵列的最大最小填充因子；提出和探讨了复合孔径阵列的结构和性能。共相技术是光学稀疏孔径成像最为关键且最困难的技术，本论文还对影响共相的活塞误差、倾斜误差和光瞳匹配误差进行了分析和讨论，给出计算机仿真计算结果，讨论了活塞误差和倾斜误差对系统成像的影响。由于系统成像是模糊图像，需要进行后继图像复原处理，论文讨论了图像频域复原在

3、光学稀疏孔径成像系统中的应用。通过计算机仿真，对比分析了维纳滤波和约束最小二乘方的复原性能，并使用相关系数对复原算法的性能进行了评价。仿真结果表明，维纳滤波算法在去模糊的同时对噪声也有很好的抑制，而约束最小二乘方算法复原的图像有更好的细节。系统布阵优化、系统共相成像以及图像复原算法是稀疏孔径成像系统的关键技术，本论文的研究将对实际系统的分析和建造有一定的指导和借鉴意义。．1．北京工业大学理学硕士学位论文关键词：高分辨率成像：光学稀疏孔径；布阵优化；图像复原：共相IlABSTRACTAtpresen0thequestforhigherspatialres。l“onbecomesmore

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