毫米波焦平面阵列成像系统特性分析

近年来,随着单片毫米波集成电路（ＭＭＩＣ）技术的迅速发展,焦平面阵列接收机开始在被动毫米波成像系统中应用。该文介绍典型的毫米波焦平面阵列接收机,并进一步分析混频式和直接检波式辐射计接收机特性。混频式接收机的中频放大比较容易实现,而直接检波式辐射计具有更好的灵敏度。同时详细讨论焦平面阵列成像系统的信噪比特性。该文的分析结果有利于毫米波焦平面阵列成像系统的设计及其性能评估。     

被动毫米波成像系统的发展状况及其关键技术

 毫米波对大气具有良好的穿透性并能提供较好的角分辨率,因此被动毫米波(PMMW)成像技术越来越受到重视。为科学设计PMMW成像系统,本文在分析被动毫米波成像原理、系统组成及辐射特性的基础上,重点阐述了国内外被动毫米波成像的最新进展及关键技术,包括主要器件、系统和信号处理方法等,并提出了被动毫米波成像的发展方向和应用领域。     

近程毫米波被动扫描成像特性研究

针对近程毫米波辐射计扫描成像分辨率低、图像模糊的问题,采用天线近程辐射特性融合极大似然估计方法对图像进行高分辨率恢复.首先分析了系统天线的近程辐射特性,它是影响成像质量的最主要因素.分析表明近程条件下天线辐射特性大大改变,增益减小,尺度变大,在此基础上估计了扫描体制下图像的点扩散函数,最后用极大似然估计方法对金属环的被动毫米波图像进行了高分辨率恢复.结果表明经过恢复的图像提高了分辨率和目标识别率.     

利用复合型介质透镜的毫米波成像研究

毫米波焦平面成像技术有广泛的应用前景.本文采用一种复合型介质透镜,将其用于主动式毫米波成像系统,测量了透镜材料的折射率,对金属板进行成像,得到了轮廓较为清晰的图像.     

被动毫米波成像系统的关键技术

毫米波对大气具有良好的穿透性并能提供较好的角分辨率,毫米波成像技术越来越受到人们的重视。文章在叙述被动毫米波成像原理及其系统结构的基础上,提出了被动毫米波成像的关键技术,分析了毫米波接收器的主要技术参数,指出了应用MMIC(毫米波单片集成电路)技术实现毫米波接收器的重要性。     

被动毫米波成像系统探测碳纤维复合材料研究

为提高基质材料在被动毫米波成像系统(PMMW)的检出率,向基质材料内添加自制碳纤维化学镀材料. 实验结果表明:镀银镍碳纤维(ANCF)、镀铜镍碳纤维(CNCF)、镀镍碳纤维(NCF)在PMMW中显示的相对电压值依次降低,成像效果依次增强;单纯基质材料矿酯和面粉几乎不能成像,石墨粉稍有成像,添加质量分数为0.3%的镀镍碳纤维(NCF)后,3种基质成像效果均明显提高.      

铁电陶瓷焦平面阵列红外成像技术

提出了铁电陶瓷焦平面阵列红外成像的技术方案,重点讨论了信号处理技术,测试表明,采用该方案研制的热像仪具有灵敏度高,空间分辨率好及功能全面等优点。     

铁电陶瓷焦平面阵列红外成像技术

提出了铁电陶瓷焦平面阵列红外成像的技术方案,重点讨论了信号处理技术．测试表明,采用该方案研制的热像仪具有灵敏度高（噪声等效温差ＮＥＴＤ＝０．０８℃）、空间分辨率好（２４０电视线）及功能全面等优点．     

小F数毫米波双曲透镜/扩展半球透镜成像特性分析

采用射线追迹结合Stratton-Chu矢量衍射分公式的方法分析计算了小F数双曲透镜和“倒置显微镜”的焦面成像特性,比较计算结果和实验数据发现,该方法是有效的。将2种透镜的焦面场功率分布和Airy斑分布进行对比,发现在双曲透镜后加上扩展半球透镜可以极大改善前者的成像性能,同时研究了双曲透镜的像场弯曲现象,分析了频率对像场弯曲的影响,还模拟了实际物体成像效果。     

弹载毫米波辐射计仿真系统研究

从弹裁毫米波辐射计的目标信号数学模型出发，对目标信号进行了仿真计算。对仿真数据所作的比较、分析表明，计算结果准确可靠。结合工程实际，讨论了不同地物分布时的辐射计仿真结果。     

近程毫米波合成孔径辐射计被动测距原理

毫米波合成孔径技术利用了物体自身辐射电磁波的相位信息,采用很少阵元就能实现实时成像,但目前合成孔径技术只是限于亮温成像,缺少了目标的距离信息,这对于目标探测与识别很不利。提出在近程条件下合成孔径被动测距原理和相应的双正交傅立叶变换算法,并给出了近程距离分辨率公式,近程成像的特点是成像公式中存在二次相位因子,而且距离分辨率和距离的平方成反比。毫米波合成孔径被动成像可以同时得到物体辐射的亮温分布和距离分布,能够有效克服离焦引起的图像模糊,对图像的反降晰和目标识别具有重要意义。     

无源毫米波末敏弹

论述了八毫米辐射计的末敏弹的工作原理和设计原则，在搜索过程中末敏弹吊在降伞下，一面旋转一面以某个适当的速度下降，使辐射计的天线以螺旋线形扫描目标区域，在此有效面积内探测目标，并以很高的命中概率摧毁目标，在天线温度对比度理论计算的基础上研制出探测和定位算法，给出了计算机仿真打靶试验的结果。     

3mm波段交流辐射计成像实验研究

采用一种具有简单结构的交流辐射计用于场景被动毫米波成像,然后利用小波变换滤除噪声,最后采用伪彩色映射改善成像的视觉效果,为无源毫米波成像研究提供了一种新的方法.室外场景的3 mm波段的被动成像实验结果表明:黑夜与大雾天气条件对毫米波被动成像几乎没有任何影响;3 mm波段交流辐射计成像对于金属与水面目标非常敏感,场景的图像轮廓细节明显,可用于军事与遥感领域.     

发射天线固定的点频毫米波全息成像雷达系统

基于Fresnel衍射理论分别对固定发射天线的点频毫米波全息成像雷达系统和PNNL设计的移动收发天线的点频毫米波全息成像系统建立了数学模型,确定了目标反演成像质量与发射天线增益方向图、传输空间距离、散射目标形状和接收天线增益方向图之间的关系.同时基于Fourier光学角谱理论和快速傅里叶变换算法,采用Matlab程序编...     

基于全变差正则化的压缩感知毫米波成像方法

毫米波成像技术在人体安检领域有着重要的应用,它采用合成孔径雷达成像原理、宽带信号扫描方式实现三维高分辨率成像。针对其采集空域和频域数据冗余造成的信息和成本浪费问题,提出了在三维毫米波全息成像算法的基础上,采用一种傅里叶操作算子化的频率测量方法,从而实现压缩感知稀疏成像。同时依据成像场景,取图像差分域先验信息,引入了第三维频率维稀疏先验,利用三维全变差L1范数正则化方法将图像重构。实验通过真实回波数据成像效果的展示,证明了拥有高分辨率的三维毫米波图像恢复效果优异,并且与二维全变差正则化方法相比,三维全变差正则化方法重构的图像效果更佳,从而证明了所提方法的有效性。     

无源毫米波末敏弹

论述了八毫米辐射计的末敏弹的工作原理和设计原则．在搜索过程中末敏弹吊在降落伞下，一面旋转一面以某个适当的速度下降，使辐射计的天线以螺旋线形扫描目标区域。在此有效面积内探测目标，并以很高的命中概率摧毁目标。在天线温度对比度理论计算的基础上研制出探测和定位算法，给出了计算机仿真打靶试验的结果。     

倒置显微镜成像系统焦区衍射场分析

采用射线追迹与Stratton-Chu矢量衍射积分相结合的方法，分析计算小F数倒置显微镜成像系统焦区的矢量衍射场分布，假设一线极化平面波倾斜入射在系统入瞳上，入射波频率在毫米波频段，给出了成像系统焦区衍射场分布的数值计算结果，其等高线图显示出一定像差条件下透镜系统的成像性能，分析了衍射场的矢量特性，计算与实验做了比较，两者吻合。     

毫米波直接检波式辐射计温度补偿问题研究

分析了毫米波放大器温度-增益变化对毫米波直接检波式辐射计输出信号幅度的影响,针对直接在毫米波电路中进行温度补偿技术难度相对较大的情况,提出了在视频放大器电路中引入温度补偿措施使系统总增益保持稳定的温度补偿方法,通过在视频放大器反馈电路中加入合适的热敏电阻对系统增益进行补偿.理论分析和实验结果表明该方法简单有效,使系统输出信号幅度在一定温度范围内保持较好的稳定.     

8 mm波段被动毫米波接收机设计

在叙述被动毫米波成像特性的基础上提出了一种新型的8mm波段直接检波式接收机设计方案．由于设计过程中采用了直接检波式结构,使得该接收机避免了传统超外差式接收机体积大、结构复杂、需要本振等缺点．通过对该设计方案进行测试,结果显示,每级LNA可获得20dB左右的增益,样机检波前总增益为60dB,噪声系数为3．5～4dB,接收机带宽为30GHz左右,证明了方案的可行性．     

非制冷红外焦平面成像系统中SOC设计

非制冷红外系统中要求偏置、信号读出电路体积小,由此提出基于片上系统(SOC)集成的设计方法。详细描述了该成像处理系统的硬件设计原理及基于SOC的非均匀校正的设计。该系统集成了非制冷红外探测器驱动电路,模数转电路,以及图像信息处理电路等多种功能,提高了成像系统集成度,并且有工作稳定和体积较小的优点。