用于高分辨率无源成像的波束形成微波干涉辐射计：概念、建模与初步演示

高分辨率无源微波成像对于数值天气预报、灾害监测和海洋学研究非常重要，但由于孔径限制和大型干涉阵列的高复杂性，公里级空间分辨率仍然难以实现。本文提出了一种用于高分辨率无源微波成像的波束形成微波干涉辐射计（BF-MIR）。BF-MIR采用具有波束形成能力的天线作为大型稀疏阵列中的干涉单元。增大的空间频率采样间隔减少了所需单元数量和互相关负担，而大孔径与采样间隔比（ASRF）阵列设计能够实现窄波束空间滤波，以抑制由空间频率欠采样引起的亮温（TB）混叠。此外，波束形成能够实现跨多个指向方向的动态波束控制，从而补偿窄波束瞬时覆盖范围的限制。建立了波束形成干涉成像模型，并分析了空间分辨率、辐射灵敏度和有效视场之间的关系。进一步引入了一种图像域移位-累加方法来分析混叠，并在此基础上制定了混叠抑制策略。此外，一个三单元概念验证原型提供了动态波束干涉测量和动态波束观测模式的初步实验验证。这些结果表明，BF-MIR是进一步星载高分辨率无源微波成像的一种有前景的架构。