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摘要毫米波辐射计是一种典型的无源微波探测系统，与可见光探测器以及红外探测器相比，具有全天时全天候的特点，因此在遥感和制导中都得到了广泛的应用。本文首先介绍了以水面为背景的各目标的辐射特性，然后介绍了毫米波辐射探测系统的辐射理论及整个系统的原理，最后重点介绍了毫米波辐射探测系统仿真软件的建模思想及其设计方案。采用仿真软件对目标进行先期模拟检测对于降低硬件研制成本是一种较为有效的方法。该仿真软件根据毫米波辐射计的结构参数、工作环境及运行过程准确地模拟了辐射计的运行状态并且输出结果，有利于硬件系统的改进和优化。另外，该软件具有绘制图形曲线、进行数据显示等功能，用户界面设计友好，使用方便。30734
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关键词 毫米波辐射计 动态仿真 水面目标 仿真设计
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Simulation Design of Millimeter Wave Radiation Detection System
Abstract
Millimeter Wave Radiometer is a typical passive microwave detection system, and has features of all-time and all-weather compared with visible light detectors and infrared detectors, has been widely used in remote sensing and Guidance. Firstly, the radiation characteristics of each target with water as the background are described in this paper. Secondly, the theory of millimeter wave radiation detection system is introduced together with the summary of the principle. Finally, we focus on the modeling ideas of simulation software and design scheme. It is a more effective way to reduce costs that antifogging detection of targets in advance with Simulation software. Simulation Software accurately simulates radiometer the operating state and outputs the result according to the structural parameters of the Millimeter Wave Radiometer, the working environment and operational processes, which conducive improving and optimizing hardware systems. Additionally,the function of graphing the curve and the data display are designed in this software and it has a friendly user interface and is easy to use.
Keywords millimeter wave radiometer dynamic simulation surface targets simulation design
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 毫米波辐射探测器简介 2
1.3 本文的研究目标和内容编排 4
2 辐射测量理论 6
2.1 目标的热辐射特性 6
2.1.1 黑体的热辐射特性 6
2.1.2 非黑体的热辐射特性 8
2.2 水面目标辐射特性测量10
2.2.1 毫米波的辐射特性 10
2.2.2 水面目标辐射特性测量原理 11
3 系统关键技术介绍 13
3.1 水面上平面目标天线温度对比度理论分析 13
3.2 目标检测数学模型的建立 15
4 毫米波辐射探测系统仿真设计 17
4.1 系统仿真软件设计简介 17
4.2 典型水面目标辐射特性数据库的建立 18
4.3 水面目标图像处理 19
4.4 动态仿真的实现 21
4.4 动态仿真结果的讨论 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
本课题设定为使用毫米波辐射探测器对水面植被进行探测及识别，并通过该探测器输出的有关数据为相关部门提供借鉴和参考。在采用毫米波辐射探测器对水面目标进行探测和识别的时候，为了使我们的工作更有效率并且节约成本，在毫米波辐射探测器进行研制之前，我们需要对已知型号的探测器进行动态仿真模拟试验。通过实验对所设置的系统参数进行检验和分析，使硬件设计方案达到最优。为了对毫米波辐射探测器进行动态仿真，我们利用Visual C++开发出了毫米波辐射计目标检测仿真系统。该仿真系统并未全部对辐射计的技术参数进行模拟，但是对于毫米波辐射探测器的优化和改进仍旧存在巨大的意义。在设计毫米波辐射探测仿真系统时需要进行下述四个方面的研究：首先是测量和研究典型水面目标的毫米波辐射特性，并且根据典型水面目标的辐射特性来建立数据库；然后在我们建立的数据库的基础上建立目标检测数学模型；接下来，我们便可以将我们所得到的光学照片转化为伪彩色亮温图；最后，根据毫米波辐射计工作的实际环境来建立模拟环境，按照目标检测数学模型进行动态仿真并将结果以曲线图的形式连续输出。在这个过程中，我们需要对水面背景下的目标检测技术做出研究，并将研究所得的结果应用到硬件设计中。在进行仿真实验之后，我们可以找出毫米波辐射探测系统中存在的有问题或者不合理的地方，并对毫米波辐射探测系统做出优化。
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