三子镜稀疏孔径光学系统调制传递函数分析开题报告

①背景：随着科学技术的不断发展，航天遥感技术已经被广泛应用于对地高分辨率成像、飞行导航、军事侦查、灾害预警、天文观察和深空探测等诸多领域，正逐渐成为人们获取各种空间信息、发现和识别目标以及各国掌握信息主动权的最重要手段之一。

空间分辨率是评价航天遥感器观测能力的重要技术指标。空间分辨率越高，遥感器对目标细节的分辨能力越强，获取的信息越多。对于光学遥感器，在衍射极限条件下，所取得的观测场景中最小可分辨物体的角分辨率α与目标的辐射波长λ、天线直径D有如下的近似关系：α=1.22D/λ。

②目的：波长越短，天线（或望远镜）直径越大，空间分辨率越高。对于光学遥感器，目前普遍采用的单口径光学系统。为了提高空间分辨率势必要增大光学系统的口径。但是光学系统口径的增大受到材料、工艺、制造成本、质量和有效载荷舱体积等诸多因素的限制。从20世纪60年代开始，在射电天文技术中发展起来一种有效稀疏阵列天线的信号处理技术，综合孔径成像技术开始快速发展。

③意义：综合孔径成像技术是指利用多个小口径天线或望远镜排列成一定形式的稀疏孔径阵列，对物体成像，将观测结果进行综合处理，使最终结果等效与一个大口径天线或望远镜对该物体的观测结果。

研究内容：

1. 阅读和复习信息光学的知识，重点掌握光学传递函数的基本概念，包括调制传递函数和相位传递函数；

2. 熟悉稀疏孔径光学系统的原理，分析稀疏孔径结构类型和分布，填充因子的概念等；

3. 重点分析三子镜结构稀疏孔径，推导三子镜结构稀疏孔径调制传递函数，并通过MATLAB获得三子镜结构稀疏孔径调制传递函数分布图。

预期目标：

（1）掌握三子镜稀疏孔径成像系统的结构原理；

（2）推导三子镜稀疏孔径成像系统的调制传递函数；

（3）学会并熟悉运用MATLAB数据软件，进行模拟调制传递函数图像；

研究方法：

（1）查阅相关资料，推导三子镜成像系统的调制传递函数；

（2）学习如何根据最大似然估计理论构建目标函数；

（3）根据实验数据，多次用matlab模拟成像图像，确保结果高准确性；

研究步骤：

前期阶段：了解研究背景，完成开题报告。

（1）查阅文献资料，完成开题报告；

（2）掌握部分稀疏孔径三子镜成像系统的理论；

中期阶段：完成课题主要研究内容，推导核心公式，完成中期检查。（1）推导三子镜成像系统的调制传递函数；

（2）运用最大似然估计理论推导目标函数；

（3）学会使用matlab进行模拟和运算；

后期阶段：进行相关软件的模拟分析，完成毕业论文的撰写和答辩。

（1）利用数学软件得出相差系数，求解出对应的光学系统的光学传递函数OTF，进一步得到恢复的图像；

（2）撰写毕业论文，制作PPT，完成毕业答辩；

指导教师意见：

学生查阅相关参考文献，按任务书要求撰写开题报告，开题报告符合要求，同意开题。

指导教师：

2022年 3月 20 日