毫米波辐射计目标识别性能测试系统研究

摘要

8mm波段辐射计在弹载上的应用越来越广，但是长期以来主要还是以研制实物样机进行外场试验为主，为了弥补这一不足，本文设计了一套基于实际金属目标辐射特性的辐射计半实物仿真测试系统，用来在室内检测辐射计的性能。该系统主要包括静区符合条件的小型屏蔽测试室、MCU控制显示平台以及毫米波辐射计信号采集传输模块三个部分。
　　本文首先分析了毫米波被动探测器的工作原理，并以此为基础给出了毫米波辐射计半实物仿真测试系统的总体实施方案，建立了半实物仿真系统目标等效数学模型。其次以电磁波传播、电磁波屏蔽及吸波材料理论为基础，描述了目标识别性能测试系统中符合条件的无回波屏蔽暗室的分析与设计，包括屏蔽测试暗箱的机械结构设计和静区分析计算，成功实现了模拟开阔测试场。再次分析了室内毫米波辐射计目标识别性能测试系统的软硬件设计。测试系统硬件设计主要包括8mm噪声源、8mm衰减器、天线、MCU控制显示电路以及辐射计信号采集传输电路。软件设计包括嵌入式系统软件设计和上位机控制平台搭建。最后完成了对整个毫米波辐射计仿真测试系统的实物测试，实现了各模块的基本功能，从而对辐射计进行了性能参数测试，并模拟不同交会条件下的目标特性，对比分析了测试结果和实际外场试验数据，达到了预期的效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 半实物仿真系统研究现状

1．3 论文研究内容及章节安排

2 毫米波辐射计工作原理和半实物仿真系统总体设计

2．1 被动毫米波探测器的工作原理

2．2 半实物仿真系统总体设计

2．1．1 毫米波辐射计半实物仿真系统工作原理

2．1．2 毫米波辐射计半实物仿真系统目标等效数学模型的建立

2．3 本章小结

3 屏蔽测试暗箱设计

3．1 屏蔽测试暗箱结构设计

3．2 静区分析

3．3 本章小结

4 8mm波段辐射计目标识别性能测试系统设计

4．1 目标识别性能测试系统组成

4．2 目标识别性能测试系统功能

4．2．1 测量辐射计灵敏度

4．2．2 测量辐射计积分时间

4．2．3 测量辐射计动态范围

4．2．4 测量辐射计识别门限

4．2．5 测量辐射计延时时间

4．2．6 统计目标识别概率

4．2．7 模拟辐射计与目标交会

4．3 8mm噪声源

4．4 8mm衰减器

4．5 控制显示模块硬件设计

4．5．1 电源电路设计

4．5．2 MCU启动模式及时钟电路设计

4．5．3 调试接口电路设计

4．5．4 RS232串口通信接口电路设计

4．5．5 RS485串口通信接口电路设计

4．5．6 DAC接口电路设计

4．5．7 实时时钟电路设计

4．5．8 温湿度传感器电路设计

4．5．9 FSMC控制接口电路设计

4．6 信号采集模块硬件设计

4．6．1 电源电路设计

4．6．2 外部通信接口电路设计

4．6．3 AD采集电路设计

4．7 本章小结

5 8mm波段辐射计目标识别性能测试系统软件设计

5．1 控制显示模块软件设计

5．1．1 系统时钟软件配置

5．1．2 GPIO管脚软件配置

5．1．3 NAND FLASH的FSMC软件配置

5．1．4 LCD的FSMC软件配置

5．1．6 实时时钟软件设计

5．1．7 温湿度传感器软件设计

5．1．8 DAC软件设计

5．2 信号采集传输模块软件设计

5．3 上位机软件设计

5．3．1 界面概述

5．3．2 初始化

5．3．3 时间设置

5．3．4 参数测量

5．3．5 数据库查询

5．3．6 数据传输与存储

5．4 本章小结

6 8mm波段辐射计目标识别性能测试系统实物测试

6．1 仿真测试系统触摸屏操作显示简介

6．2 仿真测试系统与辐射计联调测试

6．6．1 辐射计性能参数测试

6．6．2 不同交会条件下仿真测试系统联调

6．3 本章小结

7 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

附录