全极化微波辐射计目标成像方法及试验研究

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4、磁场与微波技术研究所:中国科学院大学国家空间科学中心2016年5月Studyonimagingmethodandexperimentsofthetargetusingfull-polarizedmicrowaveradiometerByWangYahuiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofElectronicsandCommunicationEngineeringNationalS

5、paceScienceCenterUniversityofChineseAcademyofSciencesMay，2016摘要摘要由于微波具有较好的穿透性和较高的空间分辨率，微波辐射计成像技术已经应用在安检、导航、盲降、遥感等领域。微波辐射计是被动遥感仪器，对人体无害，这使其对人体辐射信息成像具有很大的优势。全极化微波辐射计可以通过测量目标的4个Stokes参数得到目标的全部极化信息，这对人体亮度温度分布的测量和分析是一种有效的补充，使全极化微波辐射计在医学、安全检查方面上的应用成为可能。本文利用一种扫描成像方法来获取目标成像的试验结果，并探讨人体微波辐射成像及其特点。论文首先

6、对微波辐射测量理论和微波辐射计原理进行介绍。阐明了全极化微波辐射计扫描成像的理论基础，主要包括黑体辐射定律、天线温度、Stokes参数和微波辐射计的介绍。其次对全极化微波辐射计扫描成像系统做了全面的介绍。全极化微波辐射计扫描成像系统由扫描模块、全极化微波辐射计、上位机软件三部分组成。扫描模块由扫描平台和电机驱动器组成。扫描平台搭载微波辐射计，上位机软件控制电机驱动器驱动扫描平台做二维扫描成像运动。全极化微波辐射计是37GHz的直接相关型辐射计，采用数字相关器实现第三和第四个Stokes参数的测量。上位机软件由VisualBasic语言开发，包括运动控制、数据解析与接收、成像处理

7、三大部分。运动控制部分通过RS-232转USB接口控制电机驱动器，实现扫描台精细而复杂的运动。数据解析与接收部分通过串口接收辐射计输出电压，按照规定好的数据包格式，解析数据，实时显示并保存。成像处理部分获取移动平台坐标位置，结合辐射计的输出电压，对水平极化通道和垂直极化通道实时成像。然后对于影响成像的关键因素进行分析。影响成像的因素除了辐射计的灵敏度之外，还包括空间分辨率、扫描距离、扫描速率、驻留时间、采样频率。这几个因素决定着成像质量而且相互影响。空间分辨率在天线远场条件下，由辐射计天线3