微波輻射計空間分辨率及穩(wěn)定度的理論和實驗研究.pdf

1、微波輻射計是能測量低電平微波輻射的高靈敏度接收機，是微波無源探測的重要工具，在微波遙感、制導、隱匿危險品的安檢、精密測量、醫(yī)療診斷以及環(huán)境監(jiān)測等領域都具有廣泛的應用前景。隨著應用技術的日益成熟和發(fā)展，人們對微波輻射計的性能也提出了越來越高的要求。提高微波輻射計的空間分辨率需要構建大尺寸的實孔徑天線，這不僅不適合于機載和星載微波輻射計，而且隨著天線波束在被測場景駐留時間的減少降低了微波輻射計的靈敏度，因此微波輻射計空間分辨率和實孔徑天線尺

2、寸之間的矛盾是當前急需解決的問題之一。此外，受微波輻射計系統(tǒng)增益和本機噪聲波動的影響，研制出具有長期穩(wěn)定度的微波輻射計是比較困難的，所以提高微波輻射計的長期穩(wěn)定度也是目前有待解決的關鍵問題。本文針對以上問題，首先研究了采用干涉測量成像技術提高微波輻射計空間分辨率的方法。分析了各種干涉測量微波輻射計的基本工作原理、空間分辨率與靈敏度，進行了一維噪聲點源成像實驗。同時，本文研究了采用周期定標技術提高微波輻射計長期穩(wěn)定度的方法。研制了8mm周

3、期定標輻射計的樣機，對其靈敏度、穩(wěn)定度和精度進行了理論分析與實驗測試。
　　 本論文的研究工作主要包括如下幾個方面：
　　 (1)對綜合孔徑微波輻射計的工作原理、空間分辨率與靈敏度進行了分析；比較了綜合孔徑微波輻射計輻射測量靈敏度和圖像靈敏度的計算公式；研究了通道相位不平衡和幅度不平衡對綜合孔徑輻射計靈敏度的影響；相關輻射計是綜合孔徑微波輻射計的基本單元，我們先后研制了8mm零中頻雙通道相關輻射計以及8mm二次變頻雙通道

4、相關輻射計，隨后進行了一系列的數(shù)字相關實驗，并利用移動基線的方法完成一維噪聲點源成像實驗，驗證了利用小天線陣列獲取高空間分辨率的方法；分析了機載T型綜合孔徑輻射計用于金屬目標探測的性能，給出探測目標最大距離的計算公式。
　　 (2)超綜合孔徑輻射計通常采用匹配濾波技術獲取微波輻射計圖像，本文研究了超綜合孔徑輻射計采用傅氏反演方法進行成像的基本理論，給出了空間分辨率與靈敏度的計算公式，并利用8mm零中頻雙通道相關輻射計分別采用傅氏

5、反演方法和匹配濾波方法反演出噪聲點源的一維圖像。
　　 (3)推導了綜合孔徑微波輻射計、超綜合孔徑輻射計、多普勒微波輻射計、相控陣微波輻射計以及焦平面微波輻射計的測不準方程，比較了以上所有類型陣列天線微波輻射計的測不準方程。
　　 (4)分析了周期定標輻射計靈敏度、精度和長期穩(wěn)定度，并研制了一種8mm周期定標微波輻射計。該輻射計采用直放式接收機體制，與傳統(tǒng)的超外差式接收機相比具有更寬的系統(tǒng)帶寬；利用有源噪聲源的開和關作為