水面油污的毫米波辐射特性建模与分析(3)
1.3 水面油污污染问题
随着人类对于石油的开采与工业的发展，油污污染变得越来越严重。2010年4月，位于美国南部墨西哥湾的钻井平台发生爆炸，造成大量原油泄漏，污染严重；同年7月中国紫金矿业污水外泄导致福建汀江流域大量鱼类死亡，大连更是因为石油输送管道爆炸导致周围海域受到了严重的石油污染，到之前日本因为地震而导致的核泄漏事故，水体的生态环境遭到了比较严重的破坏。类似的水污染事件不断发生，这不是偶然的事故，而是人类的发展模式导致环境污染积累到极限时而产生的必然结果。一方面人类要发展，另一方面也要保护环境，因此，这对现有得水污染环境监测体系提出了更高的要求。
1.4 本文的主要任务
本文的研究内容来源于江苏省自然科学基金项目（BK2010490），主要是利用毫米波的辐射特性来对水面油污的污染问题进行研究。第一，介绍毫米波探测系统的前进历程和基于毫米波特性的探测系统的使用价值。第二，阐明利用毫米波辐射计对水面目标进行探测的原理所在并描述使用何种方法。第三，根据无源毫米波辐射计系统，选择试验波段，通过理论和试验对水面目标辐射特性进行分析。
在本文的实验中，我们可采用由3mm或8mm的直流辐射计构的毫米波探测系统。其主要技术指标为：
工作频率：94GHz；
天线：368mm卡赛格伦天线；
波束宽度：0.5°。
本文各章节内容如下：
第一章 ：阐述课题的背景，对毫米波辐射特性的研究进行介绍，点明当前严峻的水面油污污染形势，概括论文结构。
第二章 ：对毫米波辐射计进行介绍，简单阐述其测量与工作原理，并介绍普朗克黑体定律，说明温度与功率关系，以理清毫米波辐射特性。
第三章 ：介绍物体的辐射特性，为测量应用奠定理论基础。
第四章 ：利用毫米波测量原理对探测目标进行建模。通过模型分析探测指数，通过仿真得出结论。
2 毫米波辐射计及辐射测量原理
自然界中的任何物体都是有电磁波向外辐射的(不向外辐射电磁波的物体称为黑体，但是不存在于现实中)，不同物体的辐射率会随着波段的改变而改变。物体的热辐射就说的是这种现象。所以在探测过程中我们可以根据目标的辐射发射率、目标景物和背景的温度的不同来构成场地自身的亮度温度分布图。
2.1 毫米波辐射计
作为高灵敏度接收机，毫米波辐射计的主要用途是在于对目标的热辐射进行探测。和其他常见的接收机不同，毫米波辐射计的性能参数、电路结构以及信号处理方式的定义都不太一样。最初使用的全功率辐射计是一种最基本的辐射计。 在以后的时间里，由于辐射计各项性能参数与指标进一步提高，很多种新型的r 类型毫辐射计诸如狄克型、相关式等也随之相继问世。 目前我们使用最频繁的毫米波辐射计大概为两个类型：一种是全功率辐射计，另一种为狄克型辐射计。
全功率辐 射计与狄克型辐射计作为常见的两种辐射计，他们各自的特点都非常显著：全功率辐射计在设计之初对于灵敏度的要求是非常高的，可以说在这几种毫米波辐射计中其灵敏度居最， 但由于实际探测中往往会有很多主观因素和客观因素对结果造成很多影响， 特别是辐射计的增益起伏，往往会让探测结果产生浮动，远远不能达到我们预期想要的灵敏度；与全功率辐射计所不同的是，狄克型辐射计将增益起伏给灵敏度带来干扰的问题很好的解决掉了，但是这种辐射计也有不足的地方，那就是 其自身的结构比较复杂， 而且在测量过程仍然会有一些因素干扰测量结果，比如狄克开关带来的影响。