非大氣窗口毫米波傳播特性及近程探測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)背景環(huán)境中，現(xiàn)有毫米波引信系統(tǒng)存在抗干擾能力不足的問(wèn)題，單一模式和常規(guī)頻段的探測(cè)器已經(jīng)不能滿足軍事作戰(zhàn)任務(wù)。為提高探測(cè)性能，必須開(kāi)拓新的頻段和多模式復(fù)合的毫米波系統(tǒng)。非大氣窗口頻段毫米波的大氣衰減十分嚴(yán)重，難以適應(yīng)遠(yuǎn)距離通信、遠(yuǎn)距離雷達(dá)探測(cè)等系統(tǒng)的要求，而毫米波引信的作用距離僅為幾米到幾百米，探測(cè)系統(tǒng)性能受傳播衰減的影響較小，此外，非大氣窗口毫米波系統(tǒng)對(duì)于敵方的偵查和干擾具有十分優(yōu)越的對(duì)抗能力。因此將非大氣窗口作為毫米波引信

2、工作頻段具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文重點(diǎn)研究非大氣窗口頻段毫米波的傳播特性。根據(jù)ITU-R給出的傳播衰減模型，對(duì)毫米波在晴朗天氣條件下的大氣吸收、散射和折射效應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果表明大氣吸收對(duì)毫米波傳播過(guò)程的衰減起主要作用，且毫米波在60GHz、118.8GHz和183GHz處出現(xiàn)吸收峰。同時(shí)分析了降雨和霧霾天氣對(duì)毫米波傳播過(guò)程的影響，在兩種天氣條件下建立了衰減模型并進(jìn)行了仿真計(jì)算，由計(jì)算結(jié)果可以看出在降雨條件下毫米波的傳播衰

3、減劇烈，而在霧霾中的毫米波衰減很小，表明毫米波具有較強(qiáng)的穿透霧霾的能力，而穿透雨的能力較差。
　　基于傳播特性分析，理論計(jì)算傳播衰減對(duì)非大氣窗口探測(cè)系統(tǒng)作用距離的影響。進(jìn)一步探究工作在60GHz和118.8GHz非大氣窗口頻段毫米波系統(tǒng)的反偵察特性和抗有源干擾特性。用35GHz大氣窗口頻段毫米波探測(cè)系統(tǒng)的工作性能作仿真對(duì)比分析。分析結(jié)果在理論上驗(yàn)證了非大氣窗口頻段應(yīng)用于近程毫米波引信的可行性。
　　在可行性驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，本文

4、對(duì)60GHz非大氣窗口頻段FMCW主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了方案論證和信號(hào)處理部分的設(shè)計(jì)。首先說(shuō)明了FMCW主動(dòng)測(cè)距的原理。然后在時(shí)域上和頻域上對(duì)差頻信號(hào)進(jìn)行了分析，并討論了系統(tǒng)參數(shù)選擇的原則。其次基于FPGA對(duì)60GHz毫米波主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理部分進(jìn)行了軟件和硬件設(shè)計(jì)。最后對(duì)以上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明60GHz非大氣窗口毫米波系統(tǒng)的測(cè)距范圍達(dá)到120m以上，且測(cè)距誤差小于5％，滿足系統(tǒng)測(cè)距要求。
　　非大氣窗