综合孔径微波辐射成像技术发展现状与趋势

从综合孔径微波辐射成像技术实际需求和技术特点出发, 首先简要回顾了综合孔径微波辐射成像技术的整个发展历程; 然后, 从地球被动微波遥感和目标被动探测两个应用领域较为全面地介绍了综合孔径微波辐射成像技术的发展现状, 包括综合孔径微波辐射成像系统研制和相关重要研究进展等; 最后, 从高空间分辨率和多手段联合等方面总结了综合孔径微波辐射成像技术的发展趋势。随着综合孔径微波辐射成像技术的发展，其在地球被动微波遥感和目标探测领域将会得到更广泛的应用。

温度高于绝对零度（０Ｋ）的物体都会产生非相干电磁 辐射，物体的这种非相干电磁辐射亦称为热辐射［１］。物体 在微波频段的电磁辐射称为微波热辐射，或简称为“微波辐 射”。微波辐射测量技术是利用微波辐射测量设备获得物 体或场景微波辐射强度（亮温），微波辐射测量设备实质上 是一台精确标定后的高灵敏度、高稳定度的微波接收机，也 称为“微波辐射计”［２］。 由于微波辐射计不发射任何信号，也不依赖于其他任 何发射源的信号，并且具有全天时、准全天候（可穿透云层、 浓雾、小雨和烟尘等）的特点［３］，可以一定深度穿透地表、植 被以及人体等，可提供可见光、红外和主动雷达等其他手段 不能提供的信息，其在大气海洋陆地遥感、月球与深空探 测、探测制导、安防安检、医疗检测和科学研究等领域有广 泛的应用［４５］。但相对于可见光、红外和主动雷达等探测 手段，由于受限于大孔径天线和笨重的机械扫描转台，传 统实孔径微波辐射计的空间分辨较低［４，６］。为提高微波辐 射测量技术的空间分辨率，在２０世纪８０年代，提出了一 种基于干涉测量的综合孔径微波辐射成像技术，其采用稀 疏的小口径天线阵列合成一个等效的大口径天线，从而提 高空间分辨率，同时可有效降低天线的体积与重量，且无需 机械扫描即可实现对物体或场景的宽视场瞬时成像，从而 为提高微波辐射测量技术的空间分辨率提供了一种可行的 途径［７］。

然而，由于综合孔径微波辐射成像技术的分辨率优势 是以系统复杂度和信号处理复杂度为代价的，在相当长的 一段时间内，大型综合孔径微波辐射成像系统由于阵元数 目过多导致系统结构和信号处理非常复杂，从而制约了综 合孔径微波辐射成像系统的规模及其性能［８］。近些年来， 随着硬件水平和信号处理能力的提升以及综合孔径微波辐 射成像技术具备功耗低、隐蔽性强、受海杂波干扰小、宽视 场瞬时成像等诸多优点［３］，综合孔径微波辐射成像技术在 目标探测领域的应用又重新受到重视，且近几年来综合孔 径微波辐射成像技术在被动微波遥感和目标探测领域的应 用均取得了重要进展［９１５］。鉴于此，本文在回顾综合孔径 微波辐射成像技术发展的基础上，归纳了综合孔径微波辐 射成像技术的发展现状，总结综合孔径微波辐射成像技术 当前所面临的问题和未来的发展趋势，从而为综合孔径微 波辐射成像技术在微波遥感和目标探测等领域的应用提供 了一定的参考。