● 摘要
毫米波是一种介于微波和红外光谱之间的电磁辐射，兼有红外和微波的共同特征，从而形成其特有的性能。被动毫米波成像技术是利用目标、背景的电磁热辐射来实现的，与可见光及红外探测相比，被动毫米波成像在雾、云、烟尘、沙暴等恶劣气候条件下具有潜在的优势。被动毫米波成像是毫米波技术领域 90年代以来的一个研究热点。本论文首先总结了毫米波成像技术的国内外发展动态及被动毫米波成像技术的一般理论和原理，并详细介绍了毫米波焦平面成像系统和合成孔径成像系统的原理、系统组成及其关键技术。然后针对目前被动毫米波成像系统中由天线接收到的毫米波信号普遍采用下变频技术传输存在的缺点，采用一种基于光学上变频技术的被动毫米波成像理论：天线接收到的毫米波信号经电光调制器后上变频至光波信号，这一光信号通过光纤传输可以克服由同轴电缆传输所遇到的问题，同时详细分析了这一毫米波探测系统中主要性能指标，并在理论分析的基础上搭建了上变频毫米波探测系统工作性能的测试系统。最后本文给出了基于光学上变频技术的被动毫米波扫描成像系统设计方案：该系统采用单波束扫描成像体制，工作频率为Q波段（33.0~50.0GHz）。本文根据成像系统整体结构要求，对成像系统的天线类型、尺寸、扫描方式，驱动装置的计算机控制，数据采集方式的选择等进行了详细的分析设计。