毫米波被動雙極化探測及相控陣掃描關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、毫米波輻射計(jì)能檢測物體毫米波輻射信號的強(qiáng)弱，從而根據(jù)物體輻射特性的不同對目標(biāo)進(jìn)行探測識別及成像，具有區(qū)分金屬非金屬能力強(qiáng)、穿透雨霧煙塵及衣物等能力強(qiáng)、全天時(shí)工作等特點(diǎn)，因此在靈巧彈藥末制導(dǎo)、地球環(huán)境遙感、大氣氣象研究、導(dǎo)航和安檢等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文主要對毫米波被動探測中利用物體極化輻射信息對虛假目標(biāo)識別問題、毫米波被動相控陣成像中相位控制波束掃描問題及毫米波輻射計(jì)中逆向輻射、溫度補(bǔ)償及穩(wěn)定性等相關(guān)問題進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，具體工

2、作如下：
　　 1.分析了毫米波超外差式輻射計(jì)中本振源相位噪聲、混頻器端口隔離度等參數(shù)對逆向輻射噪聲及其引起的噪聲溫度測量誤差的影響，給出了分析模型和解析計(jì)算公式，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵部件參數(shù)選擇提供參考依據(jù)。
　　 2.提出基于四次諧波混頻的毫米波輻射計(jì)，采用諧波混頻抑制了逆向輻射噪聲，采用X波段本振源增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)成本。在對逆向輻射抑制原理分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并研制了8mm波段系統(tǒng)樣機(jī)，實(shí)測溫度靈敏度1.1K。

3、
　　 3.針對小體積高集成度平臺應(yīng)用需要，對8mm直接檢波式輻射計(jì)及其關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研制，實(shí)測系統(tǒng)樣機(jī)溫度靈敏度0.48K。針對毫米波前端增益.溫度變化引起系統(tǒng)輸出信號幅度變化，直接在毫米波電路中進(jìn)行補(bǔ)償難度較大的情況，提出在視頻放大器中加入熱敏電阻對系統(tǒng)總增益進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償方案。理論和實(shí)驗(yàn)分析表明，該方案簡單有效，在-40℃～50℃溫度范圍內(nèi)，實(shí)測補(bǔ)償后幅度變化減小為原來的20％。
　　 4.提出雙極化被動

4、探測方案，通過兩正交極化通道同時(shí)探測增大了系統(tǒng)作用距離，利用物體極化輻射特性的不同對虛假目標(biāo)水塘進(jìn)行識別。設(shè)計(jì)了8mm波段雙極化直接檢波式輻射計(jì)，理論分析表明系統(tǒng)最大作用距離為單通道輻射計(jì)的1.16～1.19倍；當(dāng)目標(biāo)充滿天線波束的60％以上時(shí)，系統(tǒng)對水塘的識別概率大于99％。
　　 5.提出基于DDS-PLL相控源+四次諧波混頻器的有源移相方案，對該方案及其關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該方案采用直接數(shù)字頻率合成(D