毫米波近感技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　毫米波介于微波和紅外之間，既兼具兩者的特點(diǎn)又有區(qū)別于它們的獨(dú)特之處，是整個(gè)電磁波頻譜中十分重要的資源。但是，由于受到材料、元器件、工藝條件的限制，毫米波雖然早在一個(gè)多世紀(jì)前（1889年）就已提出，直到20世紀(jì)70年代才得到長(zhǎng)足的發(fā)展和應(yīng)用，并由此而備受?chē)?guó)內(nèi)外專(zhuān)家和學(xué)者的關(guān)注?！　『撩撞ń屑夹g(shù)的主要研究?jī)?nèi)容是探測(cè)和識(shí)別幾十厘米至幾公里范圍內(nèi)的目標(biāo)；在這樣近的距離之內(nèi)，大氣對(duì)毫米波的影響可忽略，所需的毫米波發(fā)射功率較小，系統(tǒng)整機(jī)體積小，大部分近程系統(tǒng)的成本也都比較低。因此，毫米波近程探測(cè)系統(tǒng)廣受歡迎，研究亦非?；钴S。李興國(guó)教授及其領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始，就從事毫米波近程探測(cè)系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)與應(yīng)用的研究，至今已有近30年的歷史，碩果累累、人才輩出。他們先后完成近50項(xiàng)部級(jí)科研項(xiàng)目，獲得國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)12項(xiàng)，國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利7項(xiàng)，待批專(zhuān)利10余項(xiàng)，培養(yǎng)博士生及博士后30余名，碩士生90余名，在國(guó)內(nèi)外刊物發(fā)表論文150余篇，并先后為本科生及研究生開(kāi)出了“毫米波近感技術(shù)”、“毫米波固態(tài)探測(cè)系統(tǒng)”、“毫米波被動(dòng)探測(cè)及成像”等課程。在長(zhǎng)期的科研和教學(xué)實(shí)踐中，他們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，形成了自己獨(dú)特的風(fēng)格和特色。該書(shū)就是他們長(zhǎng)期工作的結(jié)晶?！　∥矣行野葑x了原書(shū)的初稿，大有先睹為快的感覺(jué)，印象非常深刻?！　”緯?shū)的特點(diǎn)之一是，不但內(nèi)容新穎、豐富、翔實(shí)，而且多取自作者及其團(tuán)隊(duì)近30年來(lái)一系列研究工作的成果，特色鮮明，書(shū)中主要的內(nèi)容均植根于堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)或工程實(shí)踐。　　本書(shū)的特點(diǎn)之二是，搜集了作者及其團(tuán)隊(duì)的許多發(fā)明、專(zhuān)利以及由之衍生的各種系統(tǒng)，這些成果或已大批量生產(chǎn)、或已付諸工程應(yīng)用、或已經(jīng)歷了多年的實(shí)用化研究。例如，作者發(fā)明了毫米波彈載交流輻射計(jì)，書(shū)中關(guān)于目標(biāo)的毫米波輻射特性建模及分析、毫米波輻射計(jì)設(shè)計(jì)及測(cè)試、被動(dòng)毫米波成像等內(nèi)容均是以該發(fā)明專(zhuān)利為基礎(chǔ)獲得的研究成果；書(shū)中介紹的毫米波主被動(dòng)復(fù)合探測(cè)系統(tǒng)，是作者已獲得的發(fā)明專(zhuān)利，已在工程中獲得應(yīng)用，由此派生出的多種毫米波主被動(dòng)陣列探測(cè)系統(tǒng)，已經(jīng)歷了多年的實(shí)用化研究；作者發(fā)明了多種彈載近程毫米波雷達(dá)系統(tǒng)、收發(fā)組件和天線，由之組成的低成本、小型化、耐高過(guò)載的毫米波近程探測(cè)系統(tǒng)在我國(guó)已大批量生產(chǎn)，大大推動(dòng)了我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化及毫米波技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，在本書(shū)中也有詳細(xì)的介紹；凡此種種，使全書(shū)有極強(qiáng)的實(shí)用性。

內(nèi)容概要

本書(shū)突出作用距離為幾十厘米至幾千米的毫米波近程探測(cè)技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)毫米波近感技術(shù))的特點(diǎn)，以全固態(tài)、小型和超小型、低成本的毫米波近感探測(cè)系統(tǒng)為主要介紹對(duì)象，系統(tǒng)介紹了毫米波近感技術(shù)基礎(chǔ)、毫米波元部件、毫米波近程輻射計(jì)(毫米波被動(dòng)探測(cè)系統(tǒng))、毫米波近程被動(dòng)成像系統(tǒng)、毫米波近程雷達(dá)(毫米波主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng))、毫米波近程高分辨力雷達(dá)、毫米波主被動(dòng)復(fù)合近程探測(cè)系統(tǒng)(毫米波雷達(dá)與輻射計(jì)復(fù)合探測(cè)系統(tǒng))、亞毫米波近程探測(cè)系統(tǒng)概述及毫米波近程技術(shù)應(yīng)用等。本書(shū)基本反映了作者及其領(lǐng)導(dǎo)的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)近30年的研究成果，也介紹了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)有關(guān)毫米波近感技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展動(dòng)態(tài)。    本書(shū)可作為高等學(xué)校無(wú)線電引信、探測(cè)與制導(dǎo)專(zhuān)業(yè)本科生、研究生的教學(xué)參考書(shū)·也可作為精確制導(dǎo)、靈巧彈藥、近炸引信、電子對(duì)抗、自動(dòng)控制、交通管制、安全檢查、防盜反恐、醫(yī)療器械等領(lǐng)域從事探測(cè)系統(tǒng)研究的工程技術(shù)人員和大專(zhuān)院校師生的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論第2章 毫米波近感技術(shù)基礎(chǔ)第3章 毫米波元部件第4章 毫米波近程輻射計(jì)第5章 毫米波近程被動(dòng)成像系統(tǒng)第6章 毫米波近程雷達(dá)第7章 毫米波近程高分辨率力雷達(dá)第8章 毫米波主被動(dòng)復(fù)合近程探測(cè)系統(tǒng)第9章 亞毫米波近程探測(cè)系統(tǒng)概述第10章 毫米波近感技術(shù)應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　7.1.4 角分辨率　　雷達(dá)角分辨率是指雷達(dá)在角度上區(qū)分鄰近目標(biāo)的能力。通常以最小可分辨的角度來(lái)度量。雷達(dá)的角度分辨率取決于雷達(dá)的工作波長(zhǎng)γ和天線口徑尺寸L，約為λ/（2L）。例如，雷達(dá)的工作波長(zhǎng)為5cm、天線口徑為1.5m的雷達(dá)，其角度分辨率約為L(zhǎng)0對(duì)于口徑相位呈線性分布的天線，雷達(dá)的角度分辨率取決于天線的波束寬度。普通雷達(dá)的角度分辨率為度的量級(jí)，毫米波雷達(dá)的波束很窄，其角分辨能力非常高，可達(dá)到毫弧度量級(jí)?！　?.1.5 高分辨力雷達(dá)及其分類(lèi)毫米波雷達(dá)具有頻率高、頻帶寬等特點(diǎn)，因此，系統(tǒng)的距離分辨率、速度分辨率和角度分辨率都有很大程度的提高。　　雷達(dá)系統(tǒng)工作波長(zhǎng)的差別對(duì)雷達(dá)的分辨率有很大的影響，例如，8mm波段雷達(dá)優(yōu)越于3cm波段雷達(dá)，在天線外形尺寸大大減小的情況下提高了方位角分辨率，實(shí)踐表明，在天線大小相同的情況下，雷達(dá)性能比3cm波段雷達(dá)方位角分辨率提高了4倍以上?！　拵Ю走_(dá)信號(hào)可以獲得高距離分辨力，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合選擇寬帶信號(hào)是十分重要的。　　對(duì)高分辨力雷達(dá)按其信號(hào)可分為：線性調(diào)頻脈沖雷達(dá)、步進(jìn)頻率脈沖雷達(dá)和線性調(diào)頻步進(jìn)雷達(dá)。線性調(diào)頻脈沖信號(hào)時(shí)寬很大，因此作用距離遠(yuǎn)，但是系統(tǒng)的瞬時(shí)帶寬大，對(duì)A/D轉(zhuǎn)化速率等有較高要求；步進(jìn)頻率脈沖信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是在不增加信號(hào)發(fā)射帶寬的前提下，通過(guò)脈沖串的相參合成來(lái)獲得高距離分辨力，降低了系統(tǒng)對(duì)A，D轉(zhuǎn)換速率的要求，有利于工程實(shí)現(xiàn)，但是數(shù)據(jù)利用率低；線性調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)綜合了二者的部分優(yōu)點(diǎn)，但存在距離像拼接等問(wèn)題?！　?.2 高分辨力雷達(dá)的關(guān)鍵部件　　7.2.1 寬帶無(wú)源部件　　高分辨力雷達(dá)系統(tǒng)的射頻電路由無(wú)源和有源功能部件等組成。無(wú)源電路包括：衰減器、調(diào)配器、諧振器、匹配網(wǎng)絡(luò)、耦合器、相移器等。　　匹配網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)兩種不同結(jié)構(gòu)傳輸線之間的過(guò)渡連接，完成不同特性阻抗傳輸線間的阻抗變換，保證信號(hào)能順利通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置往需要方向傳輸，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)在不同傳輸介質(zhì)之間需要轉(zhuǎn)換。常見(jiàn)過(guò)渡裝換裝置有同軸與矩形波導(dǎo)間的轉(zhuǎn)換、矩形與圓形截面波導(dǎo)間的轉(zhuǎn)換、矩形波導(dǎo)與微帶間的轉(zhuǎn)換，以及矩形波導(dǎo)與鰭線間的轉(zhuǎn)換等。

編輯推薦

　　本書(shū)在20世紀(jì)80年代末作者編著的《毫米波近感技術(shù)及其應(yīng)用》的基礎(chǔ)上，除原有內(nèi)容充實(shí)更新外，新增了“毫米波近程被動(dòng)成像系統(tǒng)”、“毫米波近程高分辨力雷達(dá)”、“毫米波主被動(dòng)復(fù)合近程探測(cè)系統(tǒng)”和“亞毫米波近程探測(cè)系統(tǒng)概述”等章。本書(shū)是作者多年來(lái)為本科生和研究生開(kāi)設(shè)的“毫米波近感技術(shù)”、“毫米波固態(tài)探測(cè)系統(tǒng)”、“毫米波被動(dòng)探測(cè)及成像”等課程教學(xué)內(nèi)容以及所指導(dǎo)研究生論文的概括和整理，也是作者領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)近30年來(lái)大量科研實(shí)踐的深化及提高。本書(shū)主要內(nèi)容均為作者及其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)取得的發(fā)明專(zhuān)利和科研成果，比較全面地反映了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)毫米波近感技術(shù)研究的最新進(jìn)展。

圖書(shū)封面

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