【摘要】：近年來(lái),毫米波技術(shù)發(fā)展的如火如荼,利用毫米波可穿透織物的特性,毫米波成像系統(tǒng)可用來(lái)探測(cè)人體衣物下隱匿的違禁物品,可廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)安檢和海岸緝私等領(lǐng)域。毫米波成像系統(tǒng)主要分為主動(dòng)成像系統(tǒng)和被動(dòng)成像系統(tǒng)兩種體制。毫米波主動(dòng)成像機(jī)制與被動(dòng)毫米波成像不同,需要饋源天線(xiàn)向被測(cè)目標(biāo)輻射電磁波,并接收目標(biāo)反射回的電磁波,進(jìn)行圖像重構(gòu),從而進(jìn)行安檢識(shí)別。主動(dòng)式毫米波成像相比被動(dòng)式,可以得到更多的被檢目標(biāo)信息,對(duì)目標(biāo)所處環(huán)境要求更低,且可實(shí)現(xiàn)三維目標(biāo)成像。而在毫米波成像系統(tǒng)中,饋源天線(xiàn)性能的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)的成像分辨率,因此本文圍繞主動(dòng)毫米波成像系統(tǒng)的饋源天線(xiàn)展開(kāi)研究。為降低饋源天線(xiàn)的復(fù)雜度并降低系統(tǒng)成本,課題要求饋源天線(xiàn)要可以與毫米波收發(fā)模塊或輻射計(jì)電路集成在一起,本文在詳細(xì)分析毫米波成像技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,首先針對(duì)傳統(tǒng)微帶貼片陣列天線(xiàn)帶寬較窄,天線(xiàn)輻射方向圖隨頻率的變化而變化的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一款易于集成、采用基片集成波導(dǎo)差分饋電的7?8單元的微帶貼片平面陣列天線(xiàn),同時(shí)為了降低天線(xiàn)輻射方向圖副瓣電平,通過(guò)改變貼片單元寬度及設(shè)計(jì)同相不等幅饋電網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了泰勒幅度分布,最終天線(xiàn)在74.2-81GHz頻帶內(nèi)反射系數(shù)小于-10dB,且在此頻帶內(nèi)天線(xiàn)增益大于20dB,副瓣電平小于-20dB,天線(xiàn)最大輻射方向不隨頻率的變化而變化。為了更易組成天線(xiàn)陣列,本文還研究了端射天線(xiàn),設(shè)計(jì)的加載ZIM(零折射率材料)的Vivaldi天線(xiàn)在60-110GHz的頻帶內(nèi)反射系數(shù)小于-15dB,而且在此頻帶內(nèi)天線(xiàn)增益大于12dB,副瓣電平小于-10dB;此外還研究了費(fèi)米漸變縫隙天線(xiàn),此天線(xiàn)長(zhǎng)度在與Vivaldi天線(xiàn)一致,寬度更小的情況下,在60-110GHz頻帶內(nèi)反射系數(shù)小于-10dB,天線(xiàn)增益進(jìn)一步提高,在該頻帶內(nèi)均大于15dB。
【圖文】：

NorthropGrumman公司研制W波段被動(dòng)毫米波成像儀

圖 1-2 成像結(jié)果對(duì)比英國(guó)QinetiQ 公司研制的毫米波成像系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)反射面掃描方式成像如圖 1-3 所示，系統(tǒng)工作中心頻點(diǎn)為 94GHz，主聚焦元器件口徑 800mm，角分辨率 0.29°，，通過(guò)旋轉(zhuǎn)反射面實(shí)現(xiàn) 20°(H) 10°(V)的成像覆蓋范圍，系統(tǒng)的最高成像速率可達(dá) 25Hz[18]，該系統(tǒng)的成像圖 1-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN820

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