[发明专利]一种基于相控阵扫描体制的辐射计成像方法

说明书

本发明公开了一种基于相控阵扫描体制的辐射计成像方法，包括：控制计算机（1）、毫米波辐射计（2）、直流电源Ⅱ（3）、直流电源Ⅲ（4）、相控阵天线（5）、直流电源I（6）、毫米波噪声头（7）和精密衰减器（8）。在直流电源I的+28V直流电压激励下，毫米波噪声头在所需毫米波段产生准确标定的噪声温度输出，经过毫米波手动调节精密衰减器输出所需的噪声温度。控制计算机（1）控制相控阵天线波束切换，进行二维图像采集和存储。本发明与传统辐射计成像方法相比，只需一根辐射计，且无需伺服机构，具有设备简单、操作简便、测试等效噪声温度可调等优点。

技术领域

本发明涉及一种辐射计成像方法，特别是一种基于相控阵扫描体制的辐射计成像方法。

背景技术

单一辐射计只能对指向点反馈温度信号，若要使用辐射计在二维平面内成像，目前主要使用多个辐射计组成的辐射计阵列和运动伺服机构完成的，辐射计的数量决定了一个维度的分辨率，运动伺服的运动幅度决定了另一个维度。这种方法需要较多的辐射和专用运动机构，成本较高，多辐射计之间存在温度漂移，定标复杂，而且成像范围和分辨难以改变。这种测试方法存在测试设备及测试环境复杂、对辐射源温度一致性要求高、测试时间长、效率低等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于相控阵扫描体制的辐射计成像方法，解决采用传统测试方法辐射计之间温度一致性要求高、测试流程复杂、测试时间长、效率低的问题。

一种基于相控阵扫描体制的辐射计成像方法，其具体步骤为：

第一步搭建基于相控阵扫描体制的辐射计成像系统

基于相控阵扫描体制的辐射计成像系统,包括：控制计算机、毫米波辐射计、直流电源Ⅱ、直流电源Ⅲ、相控阵天线、直流电源I、毫米波噪声头和精密衰减器。

直流电源I的28V电压输出端与毫米波噪声头的输入端连接；毫米波噪声头的噪声温度输出端与精密衰减器的输入端连接；精密衰减器的输出端与毫米波辐射计的输入端连接；毫米波辐射计的输出端与相控阵天线连接；直流电源Ⅱ的输出端与毫米波辐射计的直流偏置端连接。直流电源Ⅱ的输出电压调节范围为0-25V，直流电源Ⅲ的输出电压56V。

其中控制计算机内包含采集控制模块，采集控制模块的功能为：控制相控阵天线波束切换，进行二维图像采集和存储。

第二步开机预热与稳定工作状态

进行开机预热稳定操作，设定所需电压值，并连接到相应的偏置端口。待毫米波辐射计、三个直流电源和相控阵天线工作状态稳定后，再进行测试流程。

第三步确定扫描点数与坐标

根据扫描间隔角度确定毫米波辐射计扫描图像的方位向坐标与俯仰向坐标。设扫描间隔为θ，方位向与俯仰向扫描角度范围分别为α、β。则方位向、俯仰向扫描点数m、n分别为

其中[]表示向下取整。每点坐标分别为

第四步采集控制模块标定毫米波辐射计与相控阵天线

采集控制模块进行毫米波辐射计与相控阵天线标定。将相控阵天线对准70℃高温恒温源，采集得到70℃高温恒温源定标数据vecHot[mn]；然后将相控阵天线对准-10℃低温恒温源，采集得到-10℃低温恒温源定标数据vecCold[mn]；得低温平均值：

AveCold：低温平均值；

vecCold[i]：第i路低温数值；

高温与低温差值平均值：

DiffAve：高温与低温差值平均值；