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毫米波辐射计校准和成像的软件设计

作　者: 谭利连
导　师: 任立勇；常军
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机技术
关键词: 微波辐射 扫描控制 校准算法 成像算法 成像软件
分类号: TN015
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
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内容摘要


本文主要介绍了国内外微波辐射成像系统以及有关的辐射测量理论和技术的研究发展概况,阐述了近年来微波辐射成像研究的进展以及发展趋势,并且对地物目标的微波辐射特性的原理进行了简明的介绍。通过分析微波辐射成像系统的采样速率与空间分辨率、积分时间与温度分辨率的关系以及以往测量工作的数据成果,对校准算法、成像算法、成像软件进行了比较全面的描述,确立了系统的校准算法、成像算法,并提出了反演图像的成像方法。在上述基础上,拟研制开发12维微波辐射成像系统。本系统采用主从计算机结构,主机为PC机,主机通过RS-232串行端口以及usb接口进行数据通讯。本文详细介绍了软件的总体结构、校准算法和成像算法的实现、PC机上反演图像软件的编写。PC机软件在Microsoft Visual C++编译环境下设计,具有良好的人机界面及方便灵活的功能菜单,实现实时校准数据的获取、数据的存储、辐射技术定标以及图像后期处理等功能。通过对微波遥感图像的显示方法和屏幕实时更新技术的深入的讨论,实现了非均匀大小圆弧成像和均匀大小平行成像两种图像显示方式并比较了它们的优劣。分析实验所得的大量图像,证明成像系统具有一定的可靠性与实用价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
第一章 引言  9-17
  1.1 毫米波辐射计特点  9-10
  1.2 国内外研究背景及发展趋势  10-14
  1.3 项目来源及主要工作  14-15
  1.4 论文结构  15-16
  1.5 小结  16-17
第二章 辐射计的理论基础  17-25
  2.1 辐射测量信号的基本特征  17-18
  2.2 辐射测量的基本原理  18-19
  2.3 毫米波辐射计  19-20
  2.4 微波辐射成像系统  20-22
    2.4.1 空间分辨率与采样  20-21
    2.4.2 温度分辨率、灵敏度、积分时间  21-22
  2.5 辐射计工作原理  22-24
  2.6 小结  24-25
第三章 辐射计校准算法  25-35
  3.1 校准方案  25-31
    3.1.1 系统误差模型  26
    3.1.2 天线阵测试及校准  26-31
  3.2 接收通道校准计  31-34
    3.2.1 不相干噪声  31
    3.2.2 相干噪声  31-34
  3.3 小结  34-35
第四章 辐射计反演算法  35-43
  4.1 预处理  35-36
    4.1.1 加窗原理  35-36
    4.1.2 加窗性能分析  36
  4.2 傅立叶反变换法  36-37
  4.3 G 矩阵算法  37-39
    4.3.1 原理  37-38
    4.3.2 性能分析  38
    4.3.3 灵敏度、图像分辨率分析  38-39
  4.4 Wiener Filter 算法  39-40
    4.4.1 原理  39
    4.4.2 性能分析  39-40
    4.4.3 灵敏度、图像分辨率分析  40
  4.5 洁化算法  40-42
    4.5.1 原理  40-41
    4.5.2 性能分析  41
    4.5.3 灵敏度、成像分辨率  41-42
  4.6 其他可能算法  42
  4.7 小结  42-43
第五章 校准和成像软件的实现  43-72
  5.1 硬件设计  43-44
  5.2 软件概要设计  44-47
    5.2.1 软件结构  44-45
    5.2.2 软件界面  45-47
  5.3 软件详细设计  47-71
    5.3.1 程序系统的结构  47-48
    5.3.2 校准软件  48-62
    5.3.3 成像软件  62-71
  5.4 小结  71-72
第六章 校准和成像软件功能性测试  72-87
  6.1 室内功能测试  72-82
    6.1.1 天线误差测试  72-76
    6.1.2 接收通道测试  76-81
    6.1.3 系统测试  81-82
  6.2 室外功能测试  82-86
  6.3 小结  86-87
第七章 结论与展望  87-89
  7.1 结论  87
  7.2 展望  87-89
致谢  89-90
参考文献  90-92
攻硕期间取得的研究成果  92-93

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 一般性问题 > 基础理论 > 微波与超高频技术
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