安全检查中的毫米波辐射建模与分析(2)
2.2物体的毫米波辐射模型 . 11
2.3地物毫米波发射与散射 . 12
3毫米波辐射计测量原理和毫米波辐射成像系统 . 15
3.1辐射测量原理 . 15
3.2毫米波辐射计原理及分类 . 17
3.3毫米波辐射成像系统 . 20
4 安全检查中物体毫米波辐射特性建模分析 26
4.1人体隐匿物体毫米波辐射特性分析 . 26
4.2 成像目标相干反射率法建模 34
结论 41
致谢 42
参考文献： 43
1 绪论
1.1 课题背景
毫米波一般指电磁波谱中波长是 10mm-1mm 之间的电磁波，相应的频率范围 30-
300GHz 这一部分，介于微波和红外线之间，波谱如图 1.1 所示。1976 年美国 IEEE 规定
毫米波的频率范围是 40-300GHz，还有一些学者把频率 100-1000GHz 之间的电磁波称为
近毫米波，而将频率在 150-3000GHz 之间的电磁波称为亚毫米波。目前绝大多数的应用
研究集中在几个“窗口”频率，包括 35GHz、94GHz、140GHz、220GHz 四个吸收较小
的大气窗口和三个吸收峰 60GHz、120GHz、200GHz[1]
图 1.1电磁波的波谱
近年来，毫米波技术已经在通信、雷达、辐射测量、遥感、导弹制导、射电天文和
光谱学等领域得到广泛的应用与发展。毫米波系统研究和应用的大力发展，一方面归因
于毫米波固态器件等新技术的发展，以及探测器和通信系统的新的要求；另一方面也归
因于毫米波系统区别于微波系统或光学系统的自身独特之处：
与微波相比，毫米波有如下特点：
探测精度高；抗干扰能力强；低仰角探测性能好；有穿透等离子体的能力；毫米波
器件体积小、质量轻；受大气的衰减和雨的影响较大，但是，对于毫米波进程探测来说，
大气衰减和雨的影响均可以忽略。
与红外、激光相比，毫米波还有另一些特点，如：
(1)受气象和烟尘的影响小：红外、激光探测系统，在云雾、战场烟尘、施放的烟雾
的遮蔽下，往往很难工作。毫米波系统，特别是工作于毫米波低端的近感系统，战场烟
雾、烟尘、人工烟雾均对它无大的影响，具有全天候工作能力。 (2)区别金属目标和周围环境的能力强：金属目标的毫米波辐射率近似为零。当应用
被动式毫米波辐射计探测地面金属目标时，无论金属目标处于高温还是低温，由于其毫
米波辐射率为零，故其辐射温度也为零。它仅能反射天空的毫米波辐射温度，此温度往
往比地面温度低得多，因此很容易从地面检测到金属目标。对于红外，只有金属目标本
身发热时才易检测，当金属目标与周围地面温度相同时，红外探测器无法监测和区分地
面金属目标[2]。
1.2 被动毫米波成像技术理论及发展[3]
毫米波成像又分为主动成像和被动成像，主动成像就是我们常说的毫米波雷达成像，
而被动成像相对于主动成像有其固有的优点。其一是被动式图像是通过检测物体辐射的
能量得到的，在毫米波段与可见光段的原理是一样的，因而被动毫米波图像与可见光图
像很相近，有利于物体的辨认，而主动系统如雷达，其成像要受闪烁效应等影响难以直
接显现物体的自然形状;其二是被动式成像不发射电磁波，因而没有电磁污染，比主动更
适于隐匿工作。此外，理论分析还表明，各种涂层隐身材料对雷达的隐身性越好，就越
容易被被动探测系统发现。用于军事目的的辐射计系统有非成像和成像两种工作方式，
与普通的非成像探测方式相比，成像探测所能获取的信息要丰富得多，精确得多，可以