新型便携式8mm被动焦平面成像系统关键技术研究

发布时间：2021-04-26 17:26

　　被动毫米波（PMMW）成像通过被动检测来自目标场景天然存在的毫米波热辐射能量来形成图像。焦平面阵列（FPA）成像技术使得被动毫米波成像从单波束机械扫描的成像方式发展成为高性能的多波束覆盖场景成像的方式,因其结构简单、信息量大、实时性强、准确度高,以及不受环境、时间和气候的影响等优点,在军事和民用领域得到了广泛地应用。本论文针对便携式8mm被动焦平面成像系统应用需求,瞄准透镜聚焦天线成像特性、高增益的共轭直线渐变缝隙馈源天线、高分辨率接收阵列布阵和高灵敏度直放式接收机与馈源天线的集成等关键技术开展研究,完成了便携式8mm被动焦平面成像系统关键部件、系统原理样机及其实验系统的设计和验证实验,为实用型产品设计奠定坚实的理论基础和技术基础,对于促进便携式毫米波成像技术发展具有重要的理论意义和工程应用价值。本文首先根据口径最大应用效率和天线波束最小遮挡设计原则,分析得出透镜聚焦天线相对于反射面天线更加适合便携式成像系统的结论,并且通过孔径面的开槽分区可以使得宽角范围的聚焦特性增强;详细分析了透镜天线的成像特性,在对经透镜聚焦后目标场景像元分布特性的仿真分析结果的基础上,完成了在不同偏焦排列形式下... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究概述及意义
    1.2 被动毫米波成像技术的发展
    1.3 被动焦平面成像关键技术的研究现状
    1.4 本文的主要内容及章节安排
第2章 透镜聚焦天线成像特性分析
    2.1 聚焦天线选择原则和开槽分区透镜天线设计
    2.2 透镜聚焦天线成像特性分析
    2.3 焦平面馈源阵列天线单元最大间距计算
    2.4 本章小结
第3章 新型结构共轭直线渐变缝隙天线的设计
    3.1 渐变缝隙天线的背景
    3.2 ALTSA辐射单元和基片集成波导的设计
    3.3 平面过渡馈电结构的设计
    3.4 ALTSA的测试结果
    3.5 本章小结
第4章 焦平面天馈系统的设计
    4.1 便携式成像系统的馈源天线单元设计
        4.1.1 ALTSA的应用设计
        4.1.2 ALTSA与喇叭馈源天线的对比
    4.2 ALTSA单元对准透镜折射面中心曲线排列
        4.2.1 阵列排列方式及辐射特性分析
        4.2.2 阵列单元间互耦特性分析
        4.2.3 阵列辐射方向图测试
    4.3 ALTSA单元并排直线排列
        4.3.1 阵列排列方式及辐射特性分析
        4.3.2 阵列单元间互耦特性分析
    4.4 ALTSA单元并排曲线排列
        4.4.1 阵列排列方式及辐射特性分析
        4.4.2 阵列单元间互耦特性分析
    4.5 三种焦平面天馈系统的对比分析
    4.6 本章小结
第5章 ALTSA与辐射计接收机的集成设计
    5.1 ALTSA与辐射计接收机的集成方案
    5.2 ALTSA-辐射计集成结构的性能分析
    5.3 ALTSA-辐射计集成结构的性能测试
    5.4 本章小结
第6章 成像系统原理样机设计与成像实验
    6.1 成像系统原理样机设计
    6.2 系统校准及图像处理方法
        6.2.1 系统校准
        6.2.2 图像处理方法
    6.3 系统成像实验与结果分析
        6.3.1 系统成像实验
        6.3.2 实验结果与结果分析
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介



本文编号：3161813