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8毫米波直接检波式辐射计研究

作 者: 于锋
导 师: 邱景辉
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 电磁场与微波技术
关键词: 毫米波辐射计 直接检波 辐射计接收机 全功率
分类号: TN850.7
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


被动毫米波成像系统以其自身的诸多优点成为当今国内外研究的热点,尤其在安检领域具有不可替代的作用,而毫米波辐射计是其中关键的子系统之一。毫米波辐射计是一种高灵敏度无线电接收系统。由于其独特的工作频段,毫米波辐射计具有灵敏度高、功耗低、体积小和工作稳定等特点。本论文提出了全功率直接检波结构辐射计结构,通过理论分析及仿真证明了其在ka频段实现的可行性。研制成功一套原理样机并通过实验证明在毫米波波段短积分时间内采用全功率直接检波结构具有优良的性能。本文主要进行了以下几个方面的工作:首先,对全功率辐射计和迪克式辐射计进行了理论分析,并结合课题的实际应用背景,论证了全功率辐射计方案的可行性和优越性。在确定了方案的基础上,分析讨论了系统各主要指标,结合应用背景对系统各个组件指标进行确定,为整个研究工作打下基础。第二,由于毫米波前端决定了辐射计性能的优劣,重点对其进行了分析。在低噪放部分研究了最佳噪声匹配设计方法,在高增益要求下分析电路级联方案的匹配方法。平方律检波部分重点分析了其小信号等效模型,分析肖特基二极管的灵敏度。第三,依据系统各个组件指标设计了电路系统,讨论了毫米波低噪放,平方律检波器,低频放大电路及积分器。其中,确定了低噪放器件的选择,分析了射频前端噪声对系统的影响。分析设计了平方律检波器,讨论其在系统中的作用。在低频部分确定了放大和积分电路的形式并分析了积分对毫米波接收机信号的影响。最后,分析了接收通路中的信号及噪声,搭建辐射计系统,并对被测目标进行探测实验。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 研究目的和意义  10-12
  1.3 毫米波辐射计国内外研究现状  12-14
  1.4 本文主要研究内容  14-15
第2章 毫米波辐射特性及辐射计基本理论  15-29
  2.1 毫米波辐射探测基本原理  15-21
    2.1.1 黑体辐射定律—普朗克定律  15-17
    2.1.2 非黑体的亮温与功率等效关系  17-19
    2.1.3 物体的辐射特性  19-21
  2.2 辐射计基本原理  21-24
    2.2.1 全功率型辐射计基本原理  21-23
    2.2.2 迪克型辐射计原理  23-24
  2.3 全功率辐射计和迪克辐射计的比较  24-25
  2.4 本课题选用辐射计形式的确定  25-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 辐射计系统电路设计理论  29-43
  3.1 前端毫米波低噪声放大器  29-38
    3.1.1 毫米波放大器的基本理论  29-34
    3.1.2 低噪声放大器的设计理论  34-38
  3.2 平方律检波器理论  38-42
    3.2.1 毫米波平方律检波器理论  38-40
    3.2.2 检波器的主要技术指标  40-42
  3.3 本章小结  42-43
第4章 辐射计电路的实现  43-57
  4.1 毫米波低噪放的设计  43-48
    4.1.1 毫米波放大器增益确定及噪声系数的计算  43-44
    4.1.2 器件的选择和电路级联方案  44-46
    4.1.3 低噪放的工程技术问题  46-48
  4.2 平方律检波器的设计  48-52
    4.2.1 毫米波检波管的确定  48-49
    4.2.2 平方律检波器的匹配设计  49-52
  4.3 低频电路的设计  52-56
    4.3.1 低频放大电路的设计  52-54
    4.3.2 积分电路的设计  54-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章 辐射计目标探测实验研究  57-62
  5.1 目标辐射测试分析  57-58
  5.2 辐射计实验研究  58-61
  5.3 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 接收设备、无线电收音机 > 一般性问题 > 高灵敏度接收
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