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）,將超材料結構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）結構饋電,實現了寬帶特性。仿真與測試結果表明,該天線在工作頻帶（30～40 GHz）內S₁₁皆... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數】：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人體內攜帶隱蔽物品成像效果國內對毫米波相關技術的研究起步較晚，國外很多研究機構已經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。而由于毫米波技術工業(yè)基礎較為薄弱，特別是國內毫米波器件以及MMIC技術相對落后，導致國內毫米波成像技術發(fā)展較為緩慢。國內對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)結構圖與成像效果如圖1.5所示。(a)系統(tǒng)實物(b)成像結果圖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成，聚焦天線采用口徑為430mm的非球面介質透鏡，其最佳聚焦位置距天線表面約3500mm。該系統(tǒng)能實現水平方向13.5°，垂直方向36°的視場覆蓋，實現了較高的空間分辨率，其系統(tǒng)結構與成像結果如圖1.6所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]毫米波與太赫茲技術[J]. 洪偉,余超,陳繼新,郝張成.  中國科學:信息科學. 2016(08)
[2]用于近程被動成像的3mm波準光介質透鏡天線設計[J]. 陳其科,樊勇,張永鴻,宋開軍.  電子科技大學學報. 2016(02)
[3]涂層隱身目標毫米波輻射傳遞特性研究[J]. 聶建英,李興國,婁國偉.  電波科學學報. 2012(04)
[4]被動毫米波焦面陣成像技術[J]. 王楠楠,邱景輝,張鵬宇,鄧維波.  紅外與毫米波學報. 2011(05)
[5]被動毫米波成像系統(tǒng)的發(fā)展狀況及其關鍵技術[J]. 宋崧,王學田,鄧甲昊.  科技導報. 2011(19)
[6]Ka頻段介質棒天線優(yōu)化設計[J]. 王楠楠,邱景輝,李高飛,鄧維波.  電波科學學報. 2010(01)
[7]隱匿物品探測毫米波成像系統(tǒng)發(fā)展現狀[J]. 王楠楠,邱景輝,鄧維波.  紅外技術. 2009(03)

博士論文
[1]W波段焦平面陣列被動成像前端關鍵技術研究[D]. 陳其科.電子科技大學 2016
[2]新型便攜式8mm被動焦平面成像系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 王文.北京理工大學 2015
[3]基于人工電磁材料的高增益定向天線研究[D]. 陳雷.西安電子科技大學 2015
[4]毫米波對人體隱匿物品輻射成像研究[D]. 肖澤龍.南京理工大學 2007

碩士論文
[1]基于基片集成波導結構的帶通濾波器小型化設計[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研究[D]. 袁龍.西南交通大學 2006
[7]被動毫米波成像技術研究[D]. 夏春華.南京理工大學 2004



本文編號：3228146