被动毫米波探测器的信号获取、分析及目标辨识

摘要

为了测试被动毫米波探测器在实际工作状态中的性能和分析它对目标输出信号的特性，需要建立模拟实际工作条件的实验平台，获取半实物仿真的数据。本文的研究就是以被动毫米波探测器研究项目为背景，为被动毫米波探测器模拟仿真实验提供必要的硬件支持，同时通过采集和分析实验数据，得出被动毫米波探测器在模拟实验条件下的目标特征，建立基于一定条件下的目标识别模块。全文的内容如下：　　首先，从物体微波热辐射理论入手，介绍了物体在8mm波段的辐射特性差异，说明了被动毫米波探测器用于空中探测地面金属目标的理论依据，结合交流全功率辐射计的工作原理介绍了被动毫米波探测器的工作原理及输出信号表达式。　　其次，详细阐述了被动探测器模拟实验平台的伺服控制器设计，介绍了控制器、电路的工作原理和软件设计方法。给出伺服系统性能测试的方法和结果。　　第三，详细讨论了为满足实时采集和记录探测器输出信号而设计的高速、大容量、实时存储的数据采集模块电路的工作原理和设计方法，同时介绍了在PC机上数据回放的工作原理和软件的设计。　　第四，介绍了野外实验数据的获取，分析和处理了获取的实验数据。　　最后，分析了模拟实验的被动探测器信号，总结了被动毫米波探测器在地物背景下扫描金属目标时输出信号的特征。并基于DSP设计了的目标辨别电路，简单探讨了目标识别算法。

目录

文摘

英文文摘

声明及论文使用和授权说明

1绪论

1.1前言

1.2被动毫米波探测器的应用

1.3本文的主要工作

2被动毫米波探测器的工作原理

2.1地面物体的微波热辐射理论

2.2大气辐射理论

2.3毫米波辐射计工作原理

2.4被动探测器的工作原理

2.4.1利用辐射特性差异识别目标

2.4.2被动毫米波探测器(交流全功率辐射计)原理

3毫米波探测器实验平台的伺服控制设计

3.1概述

3.2嵌入式控制模块硬件设计

3.2.1分频电路

3.2.2 LED显示及其驱动电路

3.2.3步进电机控制信号生成电路

3.3控制模块软件设计

3.3.1程序初始化部分

3.3.2加速子程序

3.3.3减速子程序

3.3.4 LED显示子程序

3.4驱动与电机

3.5实验平台转速测试结果

4被动毫米波探测器实验数据采集系统设计

4.1概述

4.2系统硬件电路设计

4.2.1数据采集电路

4.2.2数据存储电路

4.2.3串口通信电路

4.2.4单片机逻辑控制电路

4.3系统软件设计

4.3.1程序初始化部分

4.3.2数据采集存储子程序

4.3.3数据输出子程序

4.4数据串口通信控件设计

4.4.1概述

4.4.2串口通信的实现方法

4.4.3串口通信控件的具体实现

5实验数据的获取与分析

5.1前言

5.2系统组成

5.3实验数据分析

6目标识别电路设计

6.1前言

6.2硬件电路设计

6.2.1 DSP芯片及外围元器件

6.2.2光电隔离电路

6.2.3 JTAG仿真接口及电源电路

6.3目标识别软件设计

6.3.1被动探测器信号的AD采样

6.3.2采样信号预处理

6.3.3特征量提取及目标识别

7结束语

致谢

参考文献

硕士期间发表论文