本文關(guān)鍵詞：全極化微波輻射計目標成像方法及試驗研究

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【摘要】：由于微波具有較好的穿透性和較高的空間分辨率,微波輻射計成像技術(shù)已經(jīng)應用在安檢、導航、盲降、遙感等領域。微波輻射計是被動遙感儀器,對人體無害,這使其對人體輻射信息成像具有很大的優(yōu)勢。全極化微波輻射計可以通過測量目標的4個Stokes參數(shù)得到目標的全部極化信息,這對人體亮度溫度分布的測量和分析是一種有效的補充,使全極化微波輻射計在醫(yī)學、安全檢查方面上的應用成為可能。本文利用一種掃描成像方法來獲取目標成像的試驗結(jié)果,并探討人體微波輻射成像及其特點。論文首先對微波輻射測量理論和微波輻射計原理進行介紹。闡明了全極化微波輻射計掃描成像的理論基礎,主要包括黑體輻射定律、天線溫度、Stokes參數(shù)和微波輻射計的介紹。其次對全極化微波輻射計掃描成像系統(tǒng)做了全面的介紹。全極化微波輻射計掃描成像系統(tǒng)由掃描模塊、全極化微波輻射計、上位機軟件三部分組成。掃描模塊由掃描平臺和電機驅(qū)動器組成。掃描平臺搭載微波輻射計,上位機軟件控制電機驅(qū)動器驅(qū)動掃描平臺做二維掃描成像運動。全極化微波輻射計是37GHz的直接相關(guān)型輻射計,采用數(shù)字相關(guān)器實現(xiàn)第三和第四個Stokes參數(shù)的測量。上位機軟件由Visual Basic語言開發(fā),包括運動控制、數(shù)據(jù)解析與接收、成像處理三大部分。運動控制部分通過RS-232轉(zhuǎn)USB接口控制電機驅(qū)動器,實現(xiàn)掃描臺精細而復雜的運動。數(shù)據(jù)解析與接收部分通過串口接收輻射計輸出電壓,按照規(guī)定好的數(shù)據(jù)包格式,解析數(shù)據(jù),實時顯示并保存。成像處理部分獲取移動平臺坐標位置,結(jié)合輻射計的輸出電壓,對水平極化通道和垂直極化通道實時成像。然后對于影響成像的關(guān)鍵因素進行分析。影響成像的因素除了輻射計的靈敏度之外,還包括空間分辨率、掃描距離、掃描速率、駐留時間、采樣頻率。這幾個因素決定著成像質(zhì)量而且相互影響。空間分辨率在天線遠場條件下,由輻射計天線3dB波束角度和掃描距離決定。在近場條件下,目標貼近天線時,天線的波束寬度近似等于天線的口徑。駐留時間是指天線經(jīng)過一個天線波束所需要的時間,由空間分辨率和掃描速度、靈敏度決定。采樣頻率的選取至關(guān)重要,采樣頻率過小,圖像信息不全。采樣頻率過大,會造成數(shù)據(jù)冗余。最后進行遠場條件下的成像仿真,分析在不同條件下的仿真結(jié)果。重點是對37GHz的全極化輻射計進行在近場條件下的掃描人體成像試驗,得到4個Stokes參數(shù)的人體亮溫圖像。分析不同極化通道以及不同人體之間的信息差異,驗證方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：全極化 亮度溫度 微波輻射計 二維成像 掃描平臺
【學位授予單位】：中國科學院國家空間科學中心
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN015
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 國外輻射計成像系統(tǒng)發(fā)展情況及現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國內(nèi)輻射計成像系統(tǒng)發(fā)展情況及現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-21
• 第2章 全極化微波輻射計成像的測量基礎21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 微波輻射測量相關(guān)概念21-27
• 2.2.1 黑體輻射21-24
• 2.2.2 天線溫度24-26
• 2.2.3 Stokes參數(shù)26-27
• 2.3 微波輻射計27-31
• 第3章 全極化微波輻射計掃描成像系統(tǒng)組成31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 系統(tǒng)組成31-32
• 3.3 掃描平臺設計與功能分析32-33
• 3.4 全極化微波輻射計33-34
• 3.5 上位機軟件設計34-41
• 3.5.1 運動控制器35-37
• 3.5.2 數(shù)據(jù)接收與成像功能37-41
• 第4章 全極化輻射計掃描成像設計與分析41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 掃描方式分析41-42
• 4.3 掃描參數(shù)分析42-49
• 4.3.1 空間分辨率、掃描距離42-44
• 4.3.2 掃描速率與駐留時間44
• 4.3.3 采樣頻率44-49
• 第5章 成像試驗及成像仿真實測結(jié)果分析49-65
• 5.1 輻射遠場仿真成像49-51
• 5.2 近場掃描成像實驗設計51-53
• 5.3 測量結(jié)果及分析53-63
• 5.3.1 不同重疊系數(shù)的成像分析53-55
• 5.3.2 不同男生輻射圖像對比分析55-57
• 5.3.3 不同女生輻射圖像對比分析57-59
• 5.3.4 男女輻射圖像對比分析59-61
• 5.3.5 輻射圖像的處理61-63
• 5.4 小結(jié)63-65
• 第6章 結(jié)論與展望65-69
• 參考文獻69-71
• 致謝71-73
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的論文與研究成果73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：760100