微波照相――合成孔径成像技术

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1、题目：微波照相――合成孔径成像技术学院：信息电子技术学院班级：工学08-IV类三班姓名：滕宇航学号：16109640302姓名：邹新楠学号：16109640328姓名：李瑞鑫学号：16109640329微波照相――合成孔径成像技术摘要：简明介绍了光学合成孔径的两种成像方式和光学波段合成孔径的发展概况。合成孔径聚焦成像方法，具有分辨率高、能在近场区工作的优点，是超声成像领域发展起来的新技术。文中介绍了合成孔径超声成像的原理，根据换能器阵列的声场辐射理论建立了数学模型，利用matlab对模型进行了数值仿真，最

2、后进行了合成孔径超声成像实验。实验结果表明，合成孔径成像方法能够有效提高成像系统的分辨率高。至今，微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深发展的学科。全文主要以星载微波辐射成像系统的研制为背景,对合成孔径微辐射成像技术进行了研究和探索,解决了将合成孔径技术移植到地球遥感领域存在的一些具体的理论和技术问题.关键词：合成孔径微波成像微波应用发展微波成为一门技术科学，开始于20世纪30年代。微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志。若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发

3、明，是另一标志。微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1毫米~1米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是

4、穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。从电子学和物理学观点来看，微波这段电磁频谱具有不同于其他波段的如下重要特点：一、穿透性微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。二、选择性加热物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极

5、性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。三、热惯性小微波对介质材料是瞬时加热升温，升温速度快。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。四、似光性和似声性微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多，或在同一量级上。使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小；

6、使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。而对于微波的产生则源于听语音。微波能通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管、多腔速调管、微波三、四极管、行波管等。在微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁

7、控管及速调管。微波波长约在1m~0.1mm（相应频率约为300MHz到300GHz）之间的电磁波。这段电磁频谱包括分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波等波段。在雷达和常规微波技术中，常用拉丁字母代号表示更细的波段划分。关于微波的波长或频率范围，是一种传统上的约定。从现代微波技术的发展来看,一般认为短于1毫米的电磁波（即亚毫米波）属于微波范围，而且是现代微波研究的一个重要领域。①从电子学和物理学的观点看，微波这段电磁谱具有一些不同于其他波段的特点。微波在电子学方面的特点表现在它的波长比地球上很多物体和实验室中常

8、用器件的尺寸相对要小很多，或在同一量级。②在物理学方面，分子、原子与核系统所表现的许多共振现象都发生在微波的范围，因而微波为探索物质的基本特性提供了有效的研究手段。微波的发展表现在应用范围的扩大。微波的最重要应用是雷达和通信。雷达不仅用于国防，同时也用于导航、气象测量、大地测量、工业检测和交通管理等方面。通信应用主要是现代的卫星通信和常规的中继通信。射电望远镜、微波加速器等对于物理学、天文学等的研究具有重要意义。毫米波微波技术