3mm波段目标辐射特性分析

论文摘要

毫米波目标辐射特性的研究为毫米波波段的目标探测与识别提供理论基础。本文主要研究3mm波段的目标辐射特性。论文从普朗克辐射定理出发,介绍了目标的辐射原理与目标辐射特性测量基本理论,建立起功率与温度的对应关系。辐射特性测量需要使用毫米波被动探测系统—毫米波辐射计。文章描述了辐射计的工作原理、构成及其特点等,在测定接收机线性度的基础上利用两点法与增量法对辐射计进行定标。同时分别给出了地物背景、一般目标与立体目标的毫米波辐射特性测量模型,重点研究了空气-植被-土壤三层媒质的亮度温度模型。利用3mm狄克式辐射计分别对地物背景、地面目标及隐身目标进行辐射特性的被动探测与分析工作。绘制了不同地物背景的辐射温度曲线,分析了不同条件下典型金属目标辐射温度的差异,对比了吸波材料覆盖的隐身目标与非隐身目标的辐射温度差异。本文在梯度法基础上引入光滑化算法得到温度反演方程的稳定解。最后,应用毫米波被动成像系统对坦克模型进行了隐身成像的对比实验,获取了图像,进行了隐身效果的对比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状与趋势
• 1.2.1 遥感技术
• 1.2.2 毫米波制导
• 1.2.3 毫米波被动成像技术
• 1.3 主要工作
• 2 毫米波被动探测原理
• 2.1 黑体辐射基本理论
• 2.1.1 普朗克定律与瑞利-金斯定律
• 2.1.2 功率与温度的关系
• 2.2 毫米波辐射特性测量的基本原理
• 2.2.1 测量模型
• 2.2.2 温度概念
• 3 毫米波被动探测系统
• 3.1 全功率辐射计
• 3.2 狄克式辐射计
• 3.2.1 平方律检波状态
• 3.2.2 调制及同步检波状态
• 3.3 辐射计定标
• 3.3.1 分步定标
• 3.3.2 整体定标
• 3.4 毫米波辐射计的距离方程
• 4 目标的毫米波辐射特性
• 4.1 面目标的辐射特性
• 4.1.1 地物表面辐射温度
• 4.1.2 植被覆盖的土壤亮度温度
• 4.2 平面目标辐射特性
• 4.2.1 天线温度测量模型
• 4.2.2 不同材料平面目标的辐射温度
• 4.3 立体目标辐射温度
• 4.3.1 立体目标的天线温度对比度
• 4.3.2 介电材料在辐射测量中的应用
• 4.4 目标天线温度的缩比测量
• 4.5 金属目标的毫米波被动探测实验
• 4.5.1 典型目标的辐射温度测量
• 4.5.2 坦克模型的被动探测
• 5 目标辐射温度反演
• 5.1 目标的天线温度
• 5.2 天线温度的反演
• 5.2.1 梯度迭代法
• 5.2.2 光滑化方法
• 5.3 面目标辐射温度反演
• 6 毫米波被动成像系统
• 6.1 被动成像基本原理
• 6.1.1 空间分辨率与采样间隔
• 6.1.2 辐射计灵敏度与数据率
• 6.2 系统组成
• 6.2.1 扫描方式
• 6.2.2 成像方式
• 6.3 成像实验
• 结束语
• 致谢
• 参考文献