被动毫米波目标探测技术的研究

四、3mm脉冲振荡源的的选择
4.85
二、3mm脉冲毫米波辐射计天线的选择
毫米波天线的选择： 缝隙天线：线结构简单、强度好、特别适用作为各种弹丸上的嵌装式 天线 喇叭天线：通常用作反射天线和透镜天线的馈源，或作为阵列天线的 单元辐射器。具有频带宽、副瓣电平低、结构简单等优点 微带天线：体积小、重量轻、成本低、与毫米波集成电路的兼容性好 ；具有多频带、多极化工作的特点 漏波天线:波束窄、易于和输入输出匹配，还具有电扫特性。
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二、毫米波辐射计作用原理
混频器 中频 放大 器 检波器 视频 放大 器
隔离器
隔离器 测距输出 本机振荡器 测距电路
发射源
调制器
发射源发射毫米波脉冲调制信号，经环流器及 天线向目标发射，回波经环流器进入混频器，在混 频器中，本振信号与回波信号进行混频，差频输出 经中频放大器放大后送入检波器。检波信号经视频 放大器放大。放大信号通过测距电路测出毫米波辐 射计与目标之间的距离
机电控制工程系2011届毕业设计答辩
被动毫米波目标探测技术研究
指导教师：安晓红

班级： 学生： 学号：
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1、系统的背景及意义


背景：毫米波(Millimeter Wave)通常是指波长10mm 至1mm，相应的频率30GHz至300GHz的电磁波。其低 端与厘米波相邻，具有厘米波的全天候特点，高端 邻接红外波段，具有红外波的高分辨率特点，毫米 波制导技术兼有微波制导和光电制导的特点，对烟 雾具有良好的穿透性。与微波相比，毫米波具有精 度高、抗干扰能力强、低仰角性能好以及体积小、 重量轻等优点。非常适合工作于复杂的环境下。 意义：发展我国的国防事业，研制出自己的高技术 兵器，提高我国的毫米波精确制导技术水平，它是 既具有常规炮弹间瞄射击的优点，又能对目标自动 探测、识别，并实施攻击的智能炮弹，被誉为反坦 克武器“新星”。带有毫米波探测器的末敏子弹一 旦研究成功，将对我国常规兵器的改造有着重要的 意义。
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二、毫米波辐射计作用原理
辐射计信噪比与距离的关系：
Ta B SNR Ta FB Tmin FmT0
地面目标和天线波束在地面上投影之比：
AT d a AT FB 2 2 2 r 4 R
2
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TT
二、毫米波辐射计作用原理
目标辐射探测原理：
地面和金属目标的对比度为
TT g ( )TS g ( )Tg T TS
对于理想导体的光滑表面，如汽车、坦克、 金属导体，其反射率接近1金属目标和地面之 间有较高的温度对比度 ，因此，温度差就能 判断地面金属目标（坦克、装甲）
3、3mm波段脉冲毫米波辐射计系统方案及作用原理
第二部分：在3mm波段脉冲毫米波辐射计系统中各组成
第三部分:总结论文的设计和研究，并指出有待改善的方
面，为进一步学习提供理论依据。
一、毫米波近炸引信
在设计毫米波近感装置时，一般应选择合适的大气窗口。 由于近感装置作用距离很近，一般为几米至几十米，特别 对于几十米以下的近距离探测，当采用主动毫米波雷达时 ，可选择非大气窗口的频率。在这些特定频率下，抗干扰 能力可大大提高。对于被动式毫米波辐射计，如果专门测 量某气体的温度或含量，可以选择非大气窗口。但是，对 于一些探测金属目标的近程辐射计，选择非大气窗口将使 目标和目标的对比度大大下降，给检测金属目标的存在带 来很大困难，因此选择了大气窗口为3mm敏感器范围内 的毫米波近程探测。 毫米波与激光和红外相比，虽然它没有后者的分辨力高， 但它具有穿透烟、灰尘和雾的能力，可全天候工作。毫米 波引信的缺点主要是受大气衰减和吸收的影响大，目前作 用距离大多限于数十公里之内。另外，与微波引信相比， 目前毫米波引信的元器件批量生产成品率低，加上许多器 件在毫米波频段均需涂金或涂银，因而器件的成本较高。
二、毫米波辐射计作用原理
毫米波辐射计利用地面目标与背景之间毫米波辐射的 差异来探测及识别目标。毫米波辐射计实质上是一台 高灵敏度接收机，用于接收目标与背景的毫米波辐射 能量。当辐射计天线波束在地面背景与目标之间扫描 时，由于目标与背景（地面）之间的毫米波辐射温度 不同，辐射计输出一个脉冲，利用此脉冲的高度、宽 度等特征量，可识别地面目标的存在。若采用高分辨 率或成像辐射计时，辐射计输出信号不但反映目标与 背景之间的对比度，而且还可以获得二维的目标尺寸 的特征及目标图像。 发射源发射毫米波脉冲调制信号，经环流器及天线向 目标发射，回波经环流器进入混频器，在混频器中， 本振信号与回波信号进行混频，差频输出经中频放大 器放大后送入检波器。检波信号经视频放大器放大。 放大信号通过测距电路测出毫米波辐射计与目标之间 的距离
一、3mm毫米波辐射计信噪比分析计算 二、3mm脉冲毫米波辐射计天线的选择 三、3mm混频器集成前端的选择 四、3mm脉冲振荡源的的选择 五、3mm体效应本机振荡器的选择 六、视频放大器设计 七、平方律检波 八、中频放大器
3、3mm波段脉冲毫米波辐射计系统方案及作用原理
毫米波辐射计ห้องสมุดไป่ตู้混频器 检波器
中频放大器
毫米波辐射计
隔离器
视频放大器
调制器
一、3mm毫米波辐射计信噪比分析计算
当d=0.20m, R=60m时
FB
5 0.202 2 4 （3 103） R2 5 0.202 2 4 （3 103） 602
SNR
Ta B Ta FB Tmin FmT0
论文的结构和主要内容
第一部分：对3mm毫米波辐射计系统进行分析。计算分
析了3mm毫米波辐射计系统对装甲目标及对地的作用距离 。分析结果证明探测装甲目标或者金属目标时，毫米波辐 射计输出的信噪比均能满足要求 部分包括：天线、混频器、中频放大器、检波器、视频放 大器、隔离器、本机振荡器、发射源、调制器、测距电路 和测距输出，对中频放大器、视频放大器部分进行分析， 并且对所要满足的信噪比设计要求进行论证