[发明专利]一种毫米波焦平面被动成像系统及方法

摘要

本发明公开了一种毫米波焦平面被动成像系统及方法。系统包括天线、辐射计接收机、系统控制模块、数据采集装置、阵列信号调理电路、数据处理与成像模块和电源模块。天线包括抛物面天线以及焦面上由多个馈源天线组成的阵列。先进行整体定标，之后对待测目标进行扫描，获得目标辐射能量数据。辐射计接收机对所接收的数据进行放大、检波后，送入阵列信号调理电路进行电压调节；经电压调节后的数据送入数据采集装置中进行A/D转换，再按照定标方程将每一路接收机输出的电压数据转换成辐射温度值。最后，将其转换成灰度值图像。本发明极大提高了辐射计的温度灵敏度和成像的数据率，具有高精度、高空间分辨率的综合指标优势。

主权项

一种毫米波焦平面被动成像系统，包括天线模块(1)、辐射计接收机(2)、系统控制模块(3)、数据采集装置(4)、阵列信号调理电路(5)、数据处理与成像模块(6)和电源模块(7)；其特征在于：一、天线模块(1)该模块用于接收目标发出的毫米波热辐射能量，包括焦平面阵列馈源喇叭天线和焦平面阵列抛物面天线；所述焦平面阵列抛物面天线用于获取多个不同指向的窄天线波束，该天线包括抛物面天线以及焦面上由多个馈源天线组成的阵列；馈源天线用于在有限的天线口径内获得较高天线增益；所述馈源天线在焦平面区域偏移排布为横向偏焦；同时，要求相邻馈源天线波束在3dB处相交；二、辐射计接收机(2)用于对天线模块(1)接收的信号进行低噪声放大，并进行检波处理；三、系统控制模块(3)用于在对目标视场进行探测时，控制天线模块(1)、辐射计接收机(2)、数据采集装置(4)等按照预设的参数工作，并实时存储方位、俯仰角度、原始采集数据等；四、数据采集装置(4)用于将被测目标的各种参量通过传感器作适当转换后，经信号采样、量化、编码与传输，送至数据处理与成像模块(6)进行存储、分析和处理；该采集装置所拥有的通道数要求不低于馈源天线个数，基于在一个波束宽度内至少采集两点并实现0.56°空间分辨率；五、阵列信号调理电路(5)要求具备直流偏置调节能力，保证辐射计接收机(2)输出的信号不超出数据采集装置(4)的输入电压范围；六、数据处理与成像模块(6)该模块负责根据原始采集数据，按照定标方程将每一路接收机输出的电压数据转换成辐射温度值，最后将其转换成灰度值图像并保存；七、电源模块(7) 电源模块(7)负责给上述各组成部分提供满足要求的直流电源；为便于辐射计接收机(2)和阵列信号调理电路(5)与电源模块(7)以及数据采集装置(4)的连接，电源模块(7)中包括一块转接板，用于保证每一路辐射计接收机具有符合要求的实际供电电压；辐射计接收机(2)通过连接器与转接板连接；稳压电源通过连接器和单芯屏蔽导线与转接板连接；在转接板上对供电电源进行分路，分别为辐射计接收机(2)和阵列信号调理电路(5)供电；上述组成部分的连接关系为：天线模块(1)通过波导口与辐射计接收机(2)相连；辐射计接收机(2)与阵列信号调理电路(5)相连；阵列信号调理电路(5)与数据采集装置(4)相连；数据采集装置(4)与数据处理与成像模块相连(6)；系统控制模块(3)与天线模块(1)、辐射计接收机(2)分别相连；电源模块(7)与辐射计接收机(2)、系统控制模块(3)、数据采集装置(4)、阵列信号调理电路(5)、数据处理与成像模块(6)分别相连；