为了有效开展傅里叶望远镜成像原理的外场实验，建立了傅里叶望远镜成像过程模型并进行了定量模拟，同时搭建了实验室仿真实验进行对比验证。首先，根据傅里叶望远镜成像原理将成像过程分解为多个阶段。然后，依据不同阶段对探测波面的不同作用建立了相应的波动光学模型，并在确定望远镜配置参数的基础上开展了成像过程的模拟验证。最后，搭建了相同配置的室内仿真实验并完成了对比验证和影响因素分析。结果表明：定量模拟验证与实验室内仿真验证有较好的一致性，在探测波长532nm、信噪比大于等于100的情况下均能较好地重构出目标图像。对比验证可为傅里叶望远镜后续的外场实验提供参考。

首先阐明了光学合成孔径成像系统的原理。合成孔径成像系统在获得高截止频率的同时，降低了系统的中频性能，并且合成孔径成像系统的信息获取在方向上具有可选择性。然后对合成孔径成像系统的点扩散函数和光学传递函数进行了计算机仿真，仿真结果与合成孔径系统的成像原理一致。最后通过对辐射靶标的成像实验，再次对合成孔径成像系统的特性进行了验证。

合成孔径聚焦成像方法（SAFT）具有分辨率高、能在近场区工作的优点,是超声成像领域发展起来的新技术。文中介绍了合成孔径超声成像的原理,根据换能器阵列的声场辐射理论建立了数学模型,利用MATLAB对模型进行了数值仿真,最后进行了合成孔径超声成像实验。实验结果表明,合成孔径成像方法能够有效提高成像系统的分辨率。

在消声水池进行试验的目的是为了证实其原理的可行性.试验中将10个乒乓球作为成像目标,将其悬挂于距离轨道2.5 m的水池中央(1.7 m),并采用100 kHz,60μs的声脉冲在轨道的不同位置以宽波束对其进行照射.经过合成孔径处理后得到的最大孔径长度合成孔径声纳(SAS)图像,其垂直距离向的分辨力达2.7cm,极其接近2.5 em的理论值.通过干涉式测深处理估计出的目标高度与真实的目标布放深度吻合.由于试验中有4条孔径的数据可以利用,任意两条孔径的组合均可提供目标高度的估计,从而验证了目标高度估计的一致性.

探测和识别沉底、掩埋水雷等小目标在军事上显得愈来愈迫切。在介绍掩埋小目标探测声纳现状的基础上,剖析了掩埋小目标声探测的技术难点,总结了小目标声探测技术的发展趋势,主要包括探测频率向低频发展,重点发展合成孔径探测技术,积极探索时反探测和MIMO探测方法,小目标识别技术向联合利用图像特征和散射特征的方向发展等,对沉底/掩埋小目标声探测技术研究及其声纳设计有借鉴指导意义。

被动式毫米波合成孔径相机是不需要毫米波源进行接收被观察目标的辐射信号成像的、有潜在应用前景的遥感新技术,它具有系统简单、成本低、实时成像、高的分辨率和近全天候工作等特点,已引起军事部门和科学研究部门的重视.针对机载对地观测的应用情况,介绍了被动毫米波合成孔径成像的原理和Y-构型和T-构型天线阵的性能.模拟计算表明:①在飞机飞行高度为10 000 m高度时、带宽为(f=100 MHz、视场角为±30°的情况下,8 mm波段的地表辐射功率约为9.0 W,3 mm波段的地表辐射功率约为68.0 W,说明机载遥感是可行的.②Y-型天线构型的可见度函数的覆盖要大于T-型天线构型的可见度函数的覆盖,Y-型天线构型的角分辨率也高于T-型天线的角分辨率.

根据傅里叶成像理论，分析了光学合成孔径系统成像原理，指出光瞳函数的离散化，提高了光学合成孔径成像系统的分辨本领，但降低了系统传函中频性能，并使系统在信息获取时具有方向选择性。运用遗传算法对光瞳构形进行优化，光瞳优化后，四孔径系统的优化参数从310．8降到13．7，减小了23倍。在合成孔径成像系统单个子孔径存在像差的情况下，Piston误差对系统的影响最大，其次是离焦误差、倾斜误差、球差、彗差和像散，对于四孔径系统，Piston误差对系统的影响几乎是离焦误差的2倍，像散的4倍。系统曝光时间与填充比的平方或立方成反比。

针对扩展拖曳阵尺寸算法进行阵列扩展中存在的重叠阵元位置约束问题,提出了一种基于扩展拖曳阵尺寸算法的改进阵列扩展算法。该算法通过在测量间隔内增加快拍获取时域信息,再将重叠相关器提供的孔径域相位信息平均化处理,获得相位修正因子补偿拖线阵连续测量的相位差,实现孔径扩展。该方法能够在未知源的先验信息和连续测量中阵元的空间位置不重叠情况下实现孔径扩展。仿真和实验结果表明,该方法能有效扩展阵列孔径,准确估计信号到达角。针对较低信噪比信号,该方法能够获得比扩展拖曳阵尺寸算法更好的相位估计和方位分辨性能。