被动毫米波探测及其隐身技术研究

论文摘要

被动毫米波技术在军事中得到极大的应用,地面(金属)目标不仅受到主动毫米波系统(毫米波雷达)的威胁,也受到被动毫米波系统,包括弹载毫米波辐射计制导系统、机载及星载被动毫米波成像系统等的严重威胁。为提高地面目标在未来战场上的生存能力,本文进行了地面目标的被动毫米波探测及其隐身技术的研究。论文主要研究工作如下:分析了地面目标受到的被动毫米波系统的威胁,指出在进行地面目标主动毫米波隐身(雷达隐身)技术研究的同时,必须进行地面目标的被动毫米波隐身(辐射计隐身)技术的研究;进行了被动毫米波探测技术的理论基础——毫米波辐射测量理论的研究;进行了地物背景、地面目标及隐身目标的被动毫米波探测与分析工作;在被动毫米波探测距离方程分析的基础上,建立了目标毫米波辐射特性新的表征——目标辐射截面(RRCS),将其作为被动毫米波探测及其隐身技术的一个重要特征量;指出目标的被动毫米波隐身技术的实质是目标RRCS的缩减;指出了目标被动毫米波隐身的两个主要途径,并按照这两个途径,从形状、材料、无源对消、有源对消、温度控制五个方面进行目标RRCS缩减方法的研究;进行了主/被动毫米波隐身兼容的初步研究。总之,本文基于地面目标受到的被动毫米波威胁,在探测和反探测两个方面进行了较为系统的研究。论文的目的是为提高地面目标在未来战场上的生存能力,以及新时期的武器装备提供新的思路和方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1. 绪言
• 1.1 课题的提出与意义
• 1.2 研究背景与分析
• 1.2.1 毫米波技术特点
• 1.2.2 被动毫米波技术的应用与发展
• 1.2.3 毫米波隐身技术现状与发展
• 1.3 论文主要工作及内容安排
• 2. 被动毫米波探测的理论基础
• 2.1 毫米波辐射测量理论
• 2.1.1 毫米波热辐射定律
• 2.1.2 功率-温度的对应关系
• 2.1.3 毫米波辐射测量原理
• 2.2 毫米波特性分析
• 2.2.1 毫米波与大气的相互作用
• 2.2.2 毫米波与红外的辐射特性对比
• 2.3 被动毫米波探测系统与应用
• 2.3.1 全功率毫米波辐射计
• 2.3.2 Dicke式辐射计
• 2.3.3 被动毫米波成像系统
• 2.3.4 毫米波天线
• 2.4 被动毫米波探测的远场条件分析
• 2.5 小结
• 3. 地物背景的被动毫米波探测与分析
• 3.1 地物毫米波辐射特性的建模与分析
• 3.1.1 光滑地物表面的毫米波发射与散射
• 3.1.2 粗糙表面的毫米波发射与散射
• 3.2 视在温度反演方法研究
• 3.2.1 梯度迭代法
• 3.2.2 DFP法
• 3.2.3 反演方法验模
• 3.3 地物的被动毫米波探测与分析
• 3.3.1 顶温度及金属铝板的测量
• 3.3.2 四种地物背景天线温度的测量
• 3.3.3 四种地物背景视在温度的反演
• 3.3.4 地物毫米波辐射特性分析
• 3.4 小结
• 4. 地面目标的被动毫米波探测与分析
• 4.1 地面目标的被动毫米波威胁
• 4.2 地面目标毫米波辐射特性的建模与分析
• 4.2.1 平面金属目标毫米波辐射特性建模
• 4.2.2 立体金属目标的毫米波辐射特性分析
• 4.3 被动毫米波的缩比测试原理
• 4.4 金属目标的被动毫米波测试与分析
• 4.4.1 装甲目标的近距离测试、成像及分析
• 4.4.2 被动毫米波远距离测试与分析
• 4.5 小结
• 5. 目标毫米波辐射截面的建模与分析
• 5.1 天线温度建模
• 5.2 毫米波辐射计输出信号分析
• 5.2.1 毫米波辐射计与目标交会情况分析
• 5.2.2 毫米波辐射计对地圆锥扫描情况分析
• 5.3 毫米波辐射计探测距离方程分析
• 5.3.1 毫米波辐射计导引头的探测距离
• 5.3.2 机载被动毫米波探测距离
• 5.4 目标毫米波辐射截面的建模
• 5.4.1 辐射截面建模与分析
• 5.4.2 相关物理量
• 5.4.3 目标辐射截面的验模
• 5.4.4 辐射截面的应用举例
• 5.5 小结
• 6. 隐身目标的被动毫米波探测与分析
• 6.1 毫米波吸波材料的被动毫米波探测与分析
• 6.1.1 毫米波辐射计定标传递函数的计算
• 6.1.2 毫米波吸波材料发射率ε与反射率Γ的计算公式
• 6.1.3 误差分析
• 6.2 涂层隐身目标的被动毫米波测试与分析
• 6.2.1 3mm涂层隐身材料辐射率
• 6.2.2 涂层隐身材料板的天线温度模型
• 6.2.3 涂层隐身板的实际测量
• 6.3 涂层隐身目标的隐身效果测试
• 6.3.1 隐身效果
• 6.3.2 直流Dicke式辐射计测试
• 6.3.3 交流全功率辐射计测试
• 6.4 小结
• 7. 被动毫米波隐身方法研究
• 7.1 地面目标被动毫米波隐身技术的实质
• 7.2 目标辐射截面缩减的两个途径
• T的缩减'>7.2.1 目标投影面积A_T的缩减
• 7.2.2 目标与背景对比度ΔT的缩减
• 7.3 目标辐射截面的缩减方法
• 7.3.1 外形隐身
• 7.3.2 材料隐身
• 7.3.3 无源对消
• 7.3.4 有源对消
• 7.3.5 温度控制
• 7.4 主/被动毫米波隐身兼容问题研究
• 7.4.1 主动毫米波探测与隐身技术研究
• 7.4.2 被动毫米波探测及隐身技术研究
• 7.4.3 主被动毫米波隐身兼容方法研究
• 7.4.4 未来研究发展方向
• 7.5 小结
• 8. 全文总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 存在的问题
• 8.3 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研项目