自然界中所有物體都會自發(fā)的向外輻射電磁波,被動毫米波（Passive Millimiter Wave,PMMW）成像系統(tǒng)正是通過檢測物體所輻射的毫米波能量進行成像,在人體隱匿物品檢測以及安檢等方面得到了廣泛的應用。PMMW成像天線系統(tǒng)由饋源天線和聚焦天線組成,饋源天線的小型化、高增益和聚焦天線的高分辨率是PMMW成像天線的研究熱點,本文開展的研究工作主要如下:首先,針對Ka波段（30～40 GHz）被動成像系統(tǒng)對饋源天線的小型化、高增益、低副瓣等性能要求,設(shè)計了角錐喇叭天線、圓錐喇叭天線兩款饋源天線,它們都具有較大的回波損耗和較好的輻射特性,但口徑較大,不適用于低頻毫米波成像系統(tǒng)。對此,設(shè)計了一款新型的對跖直線漸變縫隙天線（Antipodal Linear Tapered Slot Antenna,ALTSA）,將超材料結(jié)構(gòu)引入到直線漸變縫隙天線的輻射前端,有效地提升了天線的增益,天線采用基片集成波導（Substrate Integrated Waveguide,SIW）結(jié)構(gòu)饋電,實現(xiàn)了寬帶特性。仿真與測試結(jié)果表明,該天線在工作頻帶（30～40 GHz）內(nèi)S₁₁皆... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國NGC公司研發(fā)的W波段被動成像系統(tǒng)

重慶郵電大學碩士學位論文第1章緒論4同樣是用于人體隱匿物檢測，日本東北大學研制了一款工作于77GHz的焦平面被動毫米波成像系統(tǒng)，其光學示意圖及實物圖如圖1.3所示[18,19]。系統(tǒng)焦平面接收陣列由水平方向25個天線及輻射計單元組成，通過垂直掃描覆蓋整個視場范圍，饋源采用對跖費米天線(AntipodalFermiAntenna,AFA)。該系統(tǒng)具有較高的空間分辨率，能有效探測出人體衣物下隱藏的金屬及爆炸物等危險物品，其成像效果如圖1.4所示。圖1.3日本東北大學研制的77GHz被動成像系統(tǒng)圖1.4人體內(nèi)攜帶隱蔽物品成像效果國內(nèi)對毫米波相關(guān)技術(shù)的研究起步較晚，國外很多研究機構(gòu)已經(jīng)從毫米波頻段向亞毫米波、THz等更高頻段發(fā)展，在毫米波頻段的成像系統(tǒng)有些已進入實用階段。而由于毫米波技術(shù)工業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，特別是國內(nèi)毫米波器件以及MMIC技術(shù)相對落后，導致國內(nèi)毫米波成像技術(shù)發(fā)展較為緩慢。國內(nèi)對PMMW成像研究主要集中在各大高校，包括南京理工大學、北京理工大學、哈爾濱工業(yè)大學以及電子科技大學等。

重慶郵電大學碩士學位論文第1章緒論52007年，南京理工大學的學者肖澤龍等人對W波段的人體輻射成像系統(tǒng)進行了研究[20]，該團隊采用雙饋源的卡塞格倫天線作為聚焦天線，并進行了人體成像實驗，但系統(tǒng)分辨率較低。2011年，哈爾濱工業(yè)大學邱景輝教授所在的團隊開展了對8mm波段被動毫米波成像系統(tǒng)的研究并取得了較好的成果[21,22]。他們采用介質(zhì)棒天線作為系統(tǒng)饋源天線，聚焦天線使用口徑為550mm的雙曲介質(zhì)透鏡，為了滿足采樣密度，其焦平面接收陣列采用2×10個單元進行交錯排列。該系統(tǒng)工作于35GHz，具有較高的空間分辨率，在人體隱蔽物探測方面取得了較好的成果，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖與成像效果如圖1.5所示。(a)系統(tǒng)實物(b)成像結(jié)果圖1.5哈工大8mm被動毫米波成像系統(tǒng)2016年，電子科技大學的學者陳其科等人研發(fā)了一套3mm波段被動成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作于89GHz，焦平面陣列由水平方向24個輻射計接收通道組成，通過垂直掃描進行成像[23,24]。接收通路由喇叭天線與W波段直接檢波輻射計構(gòu)成，聚焦天線采用口徑為430mm的非球面介質(zhì)透鏡，其最佳聚焦位置距天線表面約3500mm。該系統(tǒng)能實現(xiàn)水平方向13.5°，垂直方向36°的視場覆蓋，實現(xiàn)了較高的空間分辨率，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與成像結(jié)果如圖1.6所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于基片集成波導結(jié)構(gòu)的帶通濾波器小型化設(shè)計[D]. 張彤彤.重慶郵電大學 2019
[2]基于焦距捷變的被動毫米波成像系統(tǒng)[D]. 馬翰馳.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]W波段被動成像介質(zhì)透鏡天線研究[D]. 周景石.電子科技大學 2016
[4]毫米波主動探測成像系統(tǒng)前端設(shè)計[D]. 朱龍.西安電子科技大學 2014
[5]毫米波成像天線研究[D]. 王楠楠.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[6]被動毫米波成像探測技術(shù)研究[D]. 袁龍.西南交通大學 2006
[7]被動毫米波成像技術(shù)研究[D]. 夏春華.南京理工大學 2004



本文編號：3228146