被動毫米波（Passive Millimeter-wave,PMMW）成像作為一種新的目標探測手段,應用于人體安檢、軍事探測、地形測繪建模、火災消防等領域,具有重要研究價值和迫切的應用需求。通過對觀測場景PMMW成像進行仿真,不僅有利于從物理原理層面深刻理解PMMW圖像,而且對于實測數據解譯和新體制成像系統(tǒng)設計具有指導意義。當前,已有研究工作通常將物體表面當作光滑表面進行單向射線追蹤計算分析,然而很多物體表面在毫米波波段不再屬于光滑表面,粗糙表面散射導致的多向輻射來源不能忽略�；诖�,本文針對粗糙表面開展PMMW成像仿真與實驗研究,主要工作包括:（1）闡述了光滑表面和粗糙表面亮溫和發(fā)射率計算模型,分析了物體表面粗糙程度對發(fā)射率和自身亮溫的影響規(guī)律。結果表明,不同粗糙程度的發(fā)射率和亮溫具有明顯差異,因此在建立亮溫計算模型時有必要引入粗糙度。（2）建立了基于多向射線追蹤的粗糙表面成像仿真計算模型。針對粗糙表面全空間散射方向的離散化問題,提出了基于散射方向圖疏密特性的多向射線劃分方法,該方法能夠有效地針對粗糙表面不同散射分布情況進行合理的射線劃分。針對多向射線追蹤帶來的計算量指數增長問題,采... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

裝甲目標天線溫度曲線對比圖

圖 1-1 裝甲目標天線溫度曲線對比圖[14]南京郵電大學電子科學與工程學院和東南大學對典型跑道以及草地場景進行與仿真[15]如圖 1-2 所示。研究發(fā)現，在實測圖像中不同粗糙程度的草地亮溫分有所差異的。然而，在用仿真系統(tǒng)進行該場景仿真實驗中，如圖 1-3 所示，由于慮粗糙程度差異導致的散射差異，簡單的將草地統(tǒng)一按照光滑平面處理或者采模型近似將帶來很大的誤差，無法區(qū)分不同粗糙程度的草地，故而與實測圖像大。因此，一個新的誤差更小的仿真模型的提出顯得尤為重要，散射帶來的影響入考慮。

圖 1-3 真實場景仿真圖像南京郵電大學電子科學與工程學院和東南大學毫米追蹤法（MultilayerBrightnessTemperatureTracing，M散射，將非鏡面反射方向的輻射亮溫加入到模型中散射，使得亮溫追蹤計算結果更加準確。新的仿真圖在對右邊的兩塊草地進行了多層亮溫追蹤以后，縮了出來，但是該模型仍然還有較大的提升空間。例如亮溫計算模型中[16]，沒有詳細分析粗糙程度對發(fā)射驗驗證。又如，在計算散射的時候，采用基爾霍夫模很小的媒質表面。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于多次反射的毫米波被動探測裝甲目標輻射特性研究[J]. 馮建利,張效民.  西北工業(yè)大學學報. 2015(01)
[2]基于基爾霍夫駐留相位近似法的深粗糙度高斯型粗糙面光散射[J]. 田煒,任新成.  上海航天. 2011(02)
[3]計算粗糙海面與大型艦船復合散射的雙向解析射線追蹤法[J]. 徐豐,金亞秋.  自然科學進展. 2008(07)
[4]高斯粗糙面透射波散射系數的基爾霍夫駐留相位法[J]. 任新成,郭立新.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2008(02)
[5]地物微波輻射亮溫的圖像模擬方法[J]. 張成,吳季.  電子與信息學報. 2007(11)
[6]裝甲目標毫米波輻射溫度的建模與計算[J]. 時翔,婁國偉,李興國,張光鋒,聶建英.  紅外與毫米波學報. 2007(01)
[7]基于微擾法的高斯粗糙面電磁散射研究[J]. 任新成,郭立新,劉生春.  延安大學學報(自然科學版). 2006(01)
[8]復雜場景微波輻射圖像的模擬[J]. 黃全亮,張祖蔭,郭偉.  紅外與激光工程. 2003(01)

博士論文
[1]典型地表的電磁散射特性及其工程統(tǒng)計模型研究[D]. 張元元.西安電子科技大學 2017
[2]月表微波輻射與散射計算及次表層結構探測[D]. 賀林峰.華中科技大學 2012
[3]毫米波輻射特性及成像研究[D]. 張光鋒.華中科技大學 2005

碩士論文
[1]隨機粗糙表面毫米波熱輻射極化特性研究[D]. 章心怡.華中科技大學 2018
[2]基于快速射線追蹤的毫米波輻射圖像模擬方法研究[D]. 戚博.華中科技大學 2017
[3]金屬目標的毫米波輻射特性與成像特征分析[D]. 劉靜.南京理工大學 2017
[4]海面溢油微波散射模型研究[D]. 趙冰.電子科技大學 2015
[5]地物散射特性和參數反演及后向散射統(tǒng)計建模[D]. 李星.西安電子科技大學 2014
[6]粗糙面微波段雙向反射分布函數建模及相關參數反演[D]. 茍雪銀.西安電子科技大學 2014
[7]地物散射特性研究及經驗模型建立[D]. 趙鵬.西安電子科技大學 2013



本文編號：3457271