毫米波辐射探测系统仿真设计(2)
1.1 研究背景及意义
毫米波辐射探测器具有许许多多的特点，基于这些特点，毫米波辐射探测器在国防军事、遥感监测、环境监测和公共安全等诸多领域都在展现着自己的能量。在春夏季节，在中国部分水域（如太湖、洞庭湖等）会发生海藻泛滥的现象，这种现象对于海洋养殖业等具有许多的危害，它们不仅可能会造成养殖生物的窒息死亡，甚至会影响海洋生物的光合作用，进而影响海洋中的植物生存、鱼类及其他动物的食物，使他们因缺食、缺氧而亡。由于藻类植物的这些危害，迫使有关部门必须对海洋中的藻类植物做出检测，然后针对出现的情况及时做出灾情分析并提出相关解决对策。在进行遥感监测时，拍摄光学照片以及近红外技术是我们比较传统的方法，但是它们的工作会受到诸多的限制，例如，工作时间、天气状况等。此时，毫米波辐射探测器在遥感监测方面巨大的应用优势便体现了出来。采用毫米波辐射探测器，可以对这些有害藻类进行全天时全天候的检测，并迅速为相关部门提供所需要的数据。然而，在采用毫米波辐射探测器对水面目标进行探测和识别之前，为了使系统做到最优，并且更加的有效和经济，在研制毫米波辐射探测系统之前，必须对已知型号的毫米波辐射探测器进行动态仿真模拟试验，对系统参数设置的合理性进行研究和分析，以使系统的硬件设计方案达到最优。这正是本课题所着重研究和解决的问题。
本文综述了毫米波辐射探测器的发展过程及应用前景，概述了毫米波辐射特性测试的基本原理和方法，并且对典型水面目标的毫米波辐射特性做出介绍。接下来通过软件设计的开发方法对无源毫米波辐射特性测试系统进行了分析设计，根据实际系统的各类典型目标、天气参数、系统参数，模拟了整个探测系统的仿真工作过程，然后对实际硬件系统的工作效果做出评价和反馈。
1.2 毫米波辐射探测器简介
毫米波是一种处于微波和远红外波之间的电磁波。利用毫米波特性所研制的毫米波辐射探测器能够全天时全天候的进行探测，能够在可见光探测器及红外探测器无法工作时继续工作，而且结构简单易于集成，因此在地球遥感监测方面有着很好地应用前景。另外，许许多多的优点也使毫米波辐射探测器的应用越来越广，这些优点包括：
（1）在毫米波的波段上能够获得比较高的角分辨率并且其天线能够满足高增益和窄波束，因此毫米波辐射探测器具有强抗干扰能力和高空间分辨率的特点；
（2）35GHz、94GHz、140GHz、220GHz，众所周知，这四个频率是毫米波波段的四个大气窗口。在这四个大气窗口中，毫米波在传输过程中的衰减很小，在探测距离很近的情况下，大气衰减对整个探测过程的影响基本上可以忽略；
（3）毫米波在恶劣的天气条件下（如烟雾等）并不会对其本身的工作有太大的影响。因此，全天候全天时的工作也是毫米波辐射探测器的特点；
（4）毫米波辐射探测器是无源的，在其工作时不会对外发射电磁波，只是接收其他辐射物的辐射来实现探测的功能。这样就可以较好地防止反辐射探测，另外，角闪烁效应所造成的影响也降到最低。
毫米波辐射探测器的这些特点使其不仅能够应用于天文研究、环境监测，更是可以应用于武器制导和监视探测。从毫米波辐射探测器的系统结构来说，其关键性技术可以分为毫米波集成电路技术、馈源天线技术以及信号处理技术。近几十年来，毫米波辐射探测器的发展速度也是越来越快。下面将针对毫米波辐射探测器的国内外发展现状做出一定的介绍。