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高分辨率被动毫米波天线阵列研究

作　者: 刘艳
导　师: 胡飞
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 被动毫米波成像干涉测量焦平面阵列设计多波束天线
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
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内容摘要

本论文是国家自然科学基金资助项目“无源毫米波高分辨率成像理论与关键技术研究”天线阵列设计部分的研究内容。为得到密集均匀的多波束,常规的被动毫米波焦平面阵列(MFPA)中馈源天线尺寸必须非常小,而通常天线尺寸越小,其波束越宽,相邻馈源的波束必然会有交叉区域,对于非相干测量来说,此交叉区域的信息会造成图像质量恶化。然而,如果对交叉区域的信息进行相关处理,反演出新的像点的亮温信息,则可增加成像分辨率。相关学者已对结合非相干探测技术与相干探测技术的成像方法进行了研究,基于此背景,本文将研究融合干涉测量的焦平面阵列设计方法,以便进一步提高系统的成像分辨率。论文首先全面介绍了多波束天线国内外的发展现状,然后详细分析了焦平面中多波束天线的馈源偏焦特性及其对波束偏转的影响。在此基础上对毫米波焦平面阵列相邻馈源信号相关性进行了理论研究,提出了一种适合干涉测量的焦平面馈源间距确定方法。最后,论文给出了融合干涉测量的焦平面阵列天线的系统设计,包括确定反射面天线结构、选取馈源形式、优化馈源排列方式等。实验证明,较之于常规焦平面的馈源排列,该方法使得干涉测量技术能更好的应用于被动毫米波焦平面成像,为融合干涉测量的被动毫米波焦平面成像技术的发展提供理论支持。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 毫米波多波束天线的研究背景  8-9
  1.2 被动毫米波多波束天线发展现状  9-12
  1.3 论文的主要工作  12-14
2 焦平面阵列多波束天线特性分析  14-35
  2.1 焦平面成像系统  14-17
  2.2 抛物反射面天线辐射场计算  17-27
  2.3 馈源的横向偏焦特性  27-32
  2.4 波束偏转角度与馈源偏移量的关系  32-34
  2.5 本章小结  34-35
3 融合干涉测量的焦平面阵元信号相干性研究  35-45
  3.1 焦平面中融合干涉测量方法介绍  35-36
  3.2 可见度函数  36-38
  3.3 相邻馈源信号相关性理论研究  38-40
  3.4 实例分析  40-44
  3.5 本章小结  44-45
4 焦平面天线阵列设计  45-58
  4.1 工作频率的确定  45
  4.2 反射面天线的相关参数  45-48
  4.3 馈源的整体排列  48-49
  4.4 系统阵列馈源的设计  49-55
  4.5 成像实验  55-57
  4.6 本章小结  57-58
5 总结及展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-64

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