毫米波辐射计接收机的研制与应用

摘要

毫米波辐射计是一种被动式的微波遥感设备，在无源安全扫描、低能见度下导航、隐身目标探测预警、灵巧弹药制导等领域具有广阔的应用前景。接收机是辐射计系统中最重要的核心组件，其技术指标能够代表辐射计主要的技术水平。接收机具有放大信号、线性转换、定标等功能。接收机的灵敏度、线性度、稳定性能够表征辐射计系统相应的指标。因此，接收机的研制对于辐射计的技术发展有着重要意义。
　　本文研究了一种工作在毫米波频段的辐射计接收机，基于其应用环境的特点，接收机工作在K/V双波段，其中K波段(22～30 GHz)、V波段(51～59 GHz)，设计通道8通道。同时为了更详细了解不同体制接收机对辐射计性能的影响，将在超外差体制和直接检波体制两个方向同时开展研制工作，并从数据上比较两者的优缺点。
　　辐射计接收机的研制过程从理论分析入手，了解辐射计的工作原理及主要技术指标，对不同体制的辐射计进行了对比，确认了课题所用接收机类型;接着对辐射计的总体方案进行了系统设计，确定了接收机的总原理框图，然后深入细致的对接收机各单元电路进行了详细设计、元器件选型以及电路仿真;最后介绍接收机的研制过程和测试结果，并对两种体制接收机的数据进对比。
　　文章的最后对接收机的应用情况进行了介绍。该型辐射计接收机用于气象雷达辐射计，可以有效对天气情况进行实时显示，具有较好的现实意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 毫米波特点及其分类

1．2 课题背景

1．3 研究的目的和意义

1．4 毫米波辐射计国内外研究现状

1．5 论文的主要内容

1．6 论文的组织结构

第二章 毫米波辐射计基本理论

2．1 毫米波辐射探测基本原理

2．2 辐射计技术指标

2．1．1 基本原理

2．2．2 辐射计接收机主要指标

2．3 辐射计类型

2．3．1 全功率超外差式辐射计

2．3．2 迪克辐射计

2．3．3 直接检波式辐射计

2．3．4 被动成像辐射计

2．4 本课题的技术指标和实现形式

2．4．1 课题研制的接收机技术指标

2．4．2 课题选用的辐射计形式的确定

2．5 本章小结

第三章 毫米波辐射计接收机系统设计

3．1 辐射计接收机设计流程

3．2 超外差式辐射计接收机系统设计

3．2．1 超外差式辐射计接收机系统框图

3．2．2 超外差式辐射计接收机组成

3．3 直接检波式辐射计接收机系统设计

3．3．1 直接检波式辐射计接收机系统框图

3．3．2 直接检波式式辐射计接收机组成

3．4 本章小结

第四章 辐射计接收机电路设计

4．1 毫米波低噪放设计

4．1．1 放大器基本理论

4．1．2 低噪放主要技术指标

4．1．3 器件选择

4．1．4 直流偏置设计

4．1．5 腔体设计

4．2 毫米波检波器设计

4．2．1 检波管选择

4．2．2 匹配电路设计

4．2．3 低通滤波器设计

4．3 毫米波噪声源设计

4．3．1 噪声二极管理论

4．3．2 噪声管选择

4．3．3 恒流源设计

4．4 毫米波无源电路设计

4．4．1 波导-微带转换设计

4．4．2 耦合器设计

4．4．3 功分器设计

4．4．4 滤波器设计

4．5 低频电路设计

4．5．1 运放选择

4．5．2 积分电路设计

4．6 本章小结

5．1 研制过程

5．1．1 超外差式接收机研制过程

5．1．2 直检式接收机研制过程

5．2 测试结果

5．2．1 超外差式接收机测试结果

5．2．2 直检式接收机测试结果

5．3 两种方式数据对比

5．4 本章小结

第六章 辐射计接收机应用

6．1 整机稳定性测试

6．2 整机输出变化斜率测试

6．3 典型天气条件下辐射计输出反应情况

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢