学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

被动毫米波多波束天线扫描成像研究

作　者: 胡江
导　师: 贺知明
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 毫米波焦平面毫米波辐射计毫米波成像
分类号: TN820
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 132次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

毫米波介于厘米波与光学波段之间,具有光学的探测精度和微波的全天候工作特性。和微波相比,毫米波器件体积和重量更小,特别适合弹载武器的设计。毫米波的波束窄,制导精度高。被动毫米波具有抗干扰和反隐身的能力。毫米波接近光学波段,其电波绕射很小,基本是直线传播,干扰困难,干扰设备的波束只有直接对准被干扰的波束源才产生作用。毫米波波束窄,只有几度角度的干扰波束起不到干扰作用。因此,在导引头上毫米波代替微波是发展趋势。毫米波成像制导技术是毫米波制导技术的发展趋势,目前由非相参发展到了一维高分辨成像,正向宽带二维乃至三维成像方向发展。成像方案有扫描成像和凝视阵列成像。凝视阵列成像的优点是采用能瞬时观察景物的电扫,取消了扫描成像的一套摆动或旋转式反射镜对景物扫描的机构和电子处理设备,具有更高的目标截获分辨率和信噪比,以及较低的虚警率和重量体积,缺点是阵列中探测器响应不均匀。而线列扫描成像则具有难度小、成本低的优点。本论文针对弹载毫米波焦面阵成像的关键技术,开展了以下几方面的工作:1.分析研究了毫米波成像的基本理论和方法,阵列成像的工作原理,总结了主要目标物体的毫米波段亮度温度,介绍了毫米波探测的发展历程和概况。2.研究了毫米波段主要使用的天线。主要分析了介质透镜天线和卡塞格伦天线在毫米波探测系统中的使用。使用几何光学法(GO)研究了透镜天线和卡塞格伦天线非均匀焦面阵的设计。4.介绍了目前主要使用的毫米波辐射计类型,研究了毫米波辐射计的工作原理,分析了辐射计各项技术指标与目标探测间的关系,在仿真平台上对系统前端和检波电路进行了优化仿真计算。5.在简化的毫米波输出信号数学模型下,对辐射计输出信号进行了仿真和计算。在单波束和多波束扫描探测情况下对空间目标毫米波输出信号进行了仿真研究。对毫米波探测成像进行了仿真,讨论了辐射计采样率和空间分辨率对成像质量的影响。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-14
  1.1 毫米波探测技术研究意义  10
  1.2 弹载毫米波成像技术的发展概况  10-12
  1.3 毫米波阵列成像体制  12-13
  1.4 本论文的主要工作  13-14
第二章被动毫米波焦面阵成像理论基础  14-21
  2.1 黑体辐射理论  14-16
  2.2 毫米波辐射测量理论  16-17
  2.3 焦平面阵列成像原理  17-19
  2.4 本章小结  19-21
第三章毫米波多波束天线  21-46
  3.1 几何光学法  21-23
    3.1.1 费马原理  22
    3.1.2 斯奈尔定律  22-23
  3.2 介质透镜天线  23-26
    3.2.1 简单透镜类型  23-24
    3.2.2 透镜天线的设计  24-26
      3.2.2.1 等光程原理  24-25
      3.2.2.2 射线追迹  25-26
  3.3 简单透镜多点聚焦性能分析  26-39
    3.3.1 单折射双曲面透镜  26-29
    3.3.2 新月形透镜  29-31
    3.3.3 双折射双曲面透镜  31-39
  3.4 卡塞格伦天线  39-45
    3.4.1 卡塞格伦天线设计  40-42
    3.4.2 卡式天线多点聚焦特性分析  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章毫米波辐射计研究  46-63
  4.1 辐射计工作原理  46-47
  4.2 毫米波辐射计类型  47-49
    4.2.1 全功率辐射计  47-48
    4.2.2 迪克式辐射计  48-49
  4.3 辐射计定标  49-50
  4.4 辐射计主要技术指标  50-52
    4.4.1 等效噪声温度  50-51
    4.4.2 温度灵敏度  51
    4.4.3 空间分辨率  51
    4.4.4 探测距离  51
    4.4.5 数据率  51-52
  4.5 辐射计扫描采样率  52
  4.6 辐射计高频前端仿真分析  52-57
    4.6.1 信号选频特性分析  53-54
    4.6.2 系统噪声系数与增益预算  54-55
    4.6.3 系统频谱信号分析  55-56
    4.6.4 本振输入功率分析  56-57
  4.7 检波电路设计  57-62
  4.8 本章小结  62-63
第五章毫米波扫描成像仿真与分析  63-87
  5.1 天线温度数学模型  63-64
  5.2 仿真计算说明  64-65
  5.3 天线温度仿真分析  65-67
  5.4 旋转式扫描仿真  67-73
    5.4.1 单波束旋转扫描  67-71
      5.4.1.1 下落点位于跑道中心  67-68
      5.4.1.2 下落点位于跑道起点一端  68-69
      5.4.1.3 下落点位于跑道一侧  69-70
      5.4.1.4 多地物目标探测  70-71
    5.4.2 多波束旋转扫描  71-73
  5.5 钟摆式扫描仿真  73-76
  5.6 钟摆扫描成像仿真  76-83
    5.6.1 矩形目标仿真成像  79-81
    5.6.2 圆形目标扫描成像  81-83
  5.7 采样间隔与目标图像  83-85
  5.8 空间分辨率与目标图像  85-86
  5.9 本章小结  86-87
第六章总结与展望  87-89
致谢  89-90
参考文献  90-93
作者读硕期间取得的成果  93-94

被动毫米波多波束天线扫描成像研究

内容摘要

全文目录

相似论文