近日，中國科學院空間科學與應用研究中心研究員吳季帶領的團隊的工作被國際無線電科學期刊RadioScience收錄其中，該團隊研制出的地球同步軌道被動毫米波成像儀為國際上空間分辨率最高的該類儀器，該儀器為我國在國際上率先開展地球同步軌道微波成像探測奠定了良好的基礎。
中科院研制出地球同步軌道被動毫米波成像儀
大家熟知的遙感就是對觀測目標進行照相，就如同我們用眼睛看世界，這可以稱之為直接的成像方法。但是實際上還存在另一種成像的方法，就是對空間圖像的傅里葉域進行成像測量，然后再對其進行逆傅里葉變換還原出原始的空間圖像。這種方法就是干涉式綜合孔徑成像方法，也可以稱為間接的成像方法。
上世紀五十年代， 英國劍橋大學卡文迪許實驗室的科學家馬丁·賴爾第一次在射電頻段獲得了天體的傅里葉域圖像，并通過逆傅里葉變換還原了天體圖像，觀測了宇宙中遙遠和微弱的射電源的圖像，他因此獲得了1974年的諾貝爾物理學獎。
在圖像的傅里葉域進行測量需要測量圖像的每一個稱之為空間頻率的像素。其測量方法是利用兩個天線拉開一定距離（基線），用其產(chǎn)生的柵瓣波束覆蓋觀測目標,這正好對應目標圖像的傅里葉級數(shù)展開原理，即測量結(jié)果正是目標圖像的傅里葉域中兩個共軛對稱的空間頻率像素點。可以想象，如果想獲得完整的空間頻率使其足以進行空間圖像的重建，就必須用不同長度的基線放置在不同的方向上進行精確的測量。馬丁·賴爾采用的方法是用一個射電頻段的直線天線陣覆蓋一個方向上的不同基線，然后利用地球的自轉(zhuǎn)，使得這些基線旋轉(zhuǎn)，從而覆蓋了所有方向。
最近國際無線電科學期刊RadioScience對這一技術(shù)用于對地觀測進行了歷史回顧。中國科學院空間科學與應用研究中心研究員吳季帶領的團隊的工作被收錄其中，表明該團隊的工作得到了國際上的認可。
該團隊從九十年代中期在國內(nèi)首先開始這一領域的研制工作，并于2001，2003年先后研制出兩部機載遙感器，成功獲得了一系列不同的地物目標的傅里葉域的采樣和亮溫反演圖像。特別是該團隊發(fā)明的時鐘掃描成像方法為國際首創(chuàng)。2010年該團隊研制出的地球同步軌道被動毫米波成像儀為國際上空間分辨率最高的該類儀器。該儀器的成像結(jié)果近期在IEEE地球科學和遙感學報IEEETransactiononGeoscienceandRemoteSensing上發(fā)表。該成像儀采用分布在直徑2.8米的圓環(huán)上的稀疏小天線陣列，通過圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)獲得各個方向上不同基線長度的傅里葉域采樣。這一設計大大減少了天線單元數(shù)，減少了重量、功耗和成本，而且其成像分辨力與一個5.6米的實孔徑天線相當。該儀器為我國在國際上率先開展地球同步軌道微波成像探測奠定了良好的基礎。
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