傅里叶相关成像

我们研究了通过相关化卫星上的一维天线阵列测得的、频率略有偏移的电场涨落的傅里叶分量，在多大程度上允许测量作为平面中位置函数的二维亮度温度。我们发现，仅由两根天线实现的空间分辨率在卫星飞行方向和垂直于该方向上均为$h\chi$量级，其中$\chi=c/(\Delta r \omega_0)$，$\Delta r$为天线间距，$\omega_0$为中心频率，$h$为卫星距平面的高度，$c$为光速。因此，在高度约1000 km、速度几 km/s的卫星上，两根相距约100 m、中心频率约 GHz 的天线，能够以约1 km的分辨率对地球表面的亮度温度进行成像。对于单个点源，相对辐射分辨率约为$\sqrt{\chi}$，但对于卫星轨迹左右任一半平面中的均匀温度场，其分辨率仅约为$1/\chi^{3/2}$，这表明两根天线不足以精确重建温度场。我们讨论了若干如何增强辐射分辨率的想法。特别地，拥有$N$根彼此间距至少约为波长量级的天线，可将信噪比提高约$N$倍，但需要对来自同样多天线对的$N^2$个温度剖面进行平均。