水面毫米波辐射图像特征分析与提取方法(2)
（1）毫米波自身的特性可以很好的满足对高空间分辨率和强扛干扰能力的需求，因为毫米波在该波段可以获得很高的角分辨率，并且能够实现窄波束和高增益天线。
（2）较于红光和激光，烟雾等恶劣的环境条件不会对毫米波造成太大的影响。因此，毫米波辐射计的工作具有全天候全天时的特性。
（3）毫米波段有四个大气窗口（35GHz、94GHz、140GHz、220GHz），毫米波在传播过程中虽有衰减，但其在大气窗口传输时衰减很小，在探测的距离较近的情况下，一般可以忽略大气衰减对毫米波传输产生的影响。
（4）无源毫米波辐射成像能够很好的对应反辐射探测，因为它不会主动对外发射电磁波，可以方便进行秘密侦查，而且还可以避免角闪烁效应的影响。
毫米波辐射成像技术的众多优点使得其在遥感监测、公共安全、国防军事和监测环境等方面都发挥着极其重要的作用。遥感监测方面，比较传统的方式，一般是运用光学的图像和近红外技术，但它们不能提供目标的特殊信息，而且会受到天气环境和工作时间的限制，所以，具有全天候全天时工作特性的毫米波辐射成像技术将有很大的应用前景和优势。
1.2 课题背景
毫米波的频率为30-300GHz（波长10mm-1mm），之前在麦克斯韦谈到电磁波时，人们就逐渐发现毫米波有待开发研究，但是随后认识到一个问题，只有与其相对应的科学技术水平才能更完全更好的研究毫米波。因此，科学家和研究机构在毫米波的研究领域进展不大，难以有比较实质性的突破与发展。但是，在相应技术得到提升与发展后，随着各行各业的发展对红外或光学技术提出了更高的要求与挑战，光学技术难以满足一些特定的应用背景。毫米波自身的特性有别于普通微波，明显与红外、可见光的特性存在差异，那么毫米波的作用和研究意义就慢慢的变得越来越重要。所以，近年来，各大研究机构科研院所对毫米波相关技术的研究逐渐产生了浓厚的兴趣。
在近几十年的发展中，毫米波半导体固态器在性能上逐渐得到完善与发展，而且与其相对应的技术都有了很大幅度的提升。例如，采用场效应管、Gunn二极管构成的毫米波频率源，其好处就是可以在相对高的频率下产生非常大的功率，在这样的条件下，固态发射机从而变得逐渐完善；近年以来，毫米波低噪声混频器在技术层面也有了质的跨越，这对毫米波接收机的完善产生了深远的影响。微带线和准光学技术等都取得了长足的进步，广泛应用于了雷达、遥感和导弹制导等领域。
在“大气窗口“，大气选择性吸收电磁波的频率，为避免大气造成的影响，我们可以充分发挥“大气窗口”的优势，而且基本能避免恶劣天气条件的影响，能穿透云、雾、烟、尘埃等，全天候保持工作，环境遥感、军事侦察工作中非常需要这一重要特性。
我们在毫米波波长范围进行测量，依赖的核心仪器是毫米波辐射计，首先通过辐射计采集目标的辐射能量，再利用信号处理的相关技术对其加工，然后从中获取我们所需要的目标的信息。这种辐射计并不是通过发射波束到目标，通过反射回来的能量探测其特性，而是被动的接收目标辐射的毫米波能量，然后就此了解确定目标的特性，因为这种辐射计没有发射机。所以，目标物体表面的性质、目标的辐射率、温度等时刻影响着辐射计所接收到的能量，从而影响着其测量精度。
通过上面的介绍可以看出，毫米波辐射测量的方法与红外光学的方法类似，就是将其延伸到毫米波波段而已。在研究过毫米波准光学技术之后，可以发现，毫米波不仅具有光波的一些特性，也还兼具无线电波的特性。虽然测量原理基本类似，但是毫米波辐射测量得到的信息与光学方法获得的信息不一样，这样获得的信息更全面，有利于对物体特性做更深刻的认识。红外光学的方法的优点在于其辐射强度比毫米波辐射强度高，但是随着相关技术的进步尤其是毫米波辐射计性能的改善，在一定程度上淡化了这个弱势。毫米波波长是毫米级的，与红外光学系统相比，毫米波辐射计分辨物体的特征的能力不够，但毫米波其独特的性质让其在特定条件下的应用时体现出了巨大的优势。