文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
毫米波辐射物体截面建模分析与探测系统伺服单元设计
姓名:李琛
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:熊金涛
20100501
摘要无源毫米波探测成像是目前处于前沿科学领域的一项发展迅速的技术,它以黑体辐射理论为基础,接收目标场景中物体自身的辐射能量,并利用辐射强度差异来实现目标成像与识别。它的应用范围比较广泛,最早应用于天文和气象研究,目前的研究热点主要针对反恐安检、场景监控等军事及民用领域。由于物体自身辐射能量的微弱性及成像探测系统的温度灵敏度低等因素的影响,导致目标分析和识别困难。因此需要深入研究无源毫米波探测技术的相关理论,提高目标探测与识别能力。本论文的研究内容主要包括:堇状锷⑸浣孛婊母拍睿致哿似涫侨绾斡跋炖状锏奶讲饽芰Γ煌过推导无源毫米波辐射计的探测距离公式,及相应的理论分析,研究了衡量辐射计探测能力的表征方法——辐射物体截面。ü砺鄯治龊筒饬拷鹗裟勘攴淞廖碌氖笛椋橹ち朔湮锾褰孛媸衡量毫米波无源辐射计探测能力的合适模型,参照雷达散射截面缩减的方法,研究了辐射物体截面缩减的方法,并与雷达散射截面缩减方法进行了比较。菔笛橄低车墓δ芤G螅频剂怂欧低车氖葜副暌G螅簧杓屏街具体的系统方案,并针对两种方案进行了优劣比较,选择了其中之一进行具体设计;针对设计的方案的功能要求完成了伺服系统控制板的研制工作,并进行了相关的实验验证。关键词:无源毫米波探测成像,雷达散射截面,辐射物体截面,伺服系统摘要
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签名:扯导师签名:叁鐾签名:塑独创性声明日期:工口加年拢论文使用授权日期:卫和年了月,铡本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑确的说明并表示谢意。的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或
第一章绪论研究背景和意义根据黑体辐射理论,,都会向外辐射电磁能量。无源毫米波探测成像系统接收物体辐射的毫米波能量,并利用物体的辐射能量差异来实现成像和目标识别,其成像机理类似于红外和光学成像【。无源毫米波探测成像系统在技术和实际应用上具有明显的优越性:与湎相比,无源毫米波成像系统不主动发送可能对被照射物体造成伤害的微波,而是接收物体自身的毫米波段电磁辐射,因而不会导致由于发射毫米波而引起意外的损害;与红外成像系统相比,对于相同温度的物体,毫米波段的人体及金属目标的辐射能量与周围辐射能量强度差异大于红外波段的辐射强度差异,因此无源毫米波探测成像系统比红外成像系统的应用场景更广;与光学成像系统相比,毫米波对非金属等材料具有一定的穿透性,可以探测到隐匿的危险品,使得其在航空安检等领域有很广泛的应用;与现有的雷达探测成像系统相比,由于其被动式的接收方式和不主动发射探测波,使得其在战场上不易被发现,且避免了闪烁效应的影响和近距离探测的误差。此外无源毫米波成像系统还具有如下特点:无源毫米波成像系统具有全天时、全天候工作能力;现代战争中重点打击的是金属目标,由于金属目标的在毫米波段发射率近似为零,是个低亮温淠芰康目标,其往往是反射冷空的辐射亮温,而冷空辐射亮温很低,使得金属目标与周边场景的辐射亮温差异很大,无源毫米波辐射计探测成像系统可更好的运用于军事目标识别;毫米波频段相比微波频段具有更小的波长,故毫米波成像的空间分辨率比微波成像高,抗干扰的能力更强,波束窄和地物散射小使得低仰角探测性能好,对微弱信号的探测成像的细节更为清晰羽。上述的这些特点使无源毫米波探测成像系统科学研究,军事侦察,民用领域中具有其它成像技术不可替代的优势。无源毫米波探测成像系统最早应用于天文研究和气象研究领域,因其优越的性能,而逐步进入了军事研究领域和安检探测领域。自世纪六十年代末起,美军首先将无源毫米波探测系统用来对军事目标进行探测和定位。过去三十年中,微波、毫米波无源探测系统在军事上的应用主
技术发展动态及研究现状要集中在武器的末端制导和恶劣气候条件下的近距离战术侦察以及敌我识别系统。无源毫米波成像技术已成为继光学成像、红外和微波成像外的一种新兴的重要探测成像技术,也是当前无源探测成像技术发展的重要方