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  • 發布時間:2020-10-06 16:59 原文鏈接: 主動遙感輻射計

    JPL主動遙感輻射計,該技術可用于安全檢測和安全成像,以及機器視覺效果差的灰塵和霧氣條件下的汽車導航。


    毫米波(millimeterwave)成像技術已經是通過灰塵和霧化成像的流行解決方案。雖然與紅外或光學傳感相比,毫米波提供了優異的灰塵滲透,但較長的波長產生了與毫米波表面的鏡面反應相關的許多問題。通常,在毫米波段,目標物體的幾何形狀和取向對被捕獲的對比度比材料性質的影響要大幾個數量級。雖然這些效果可以用雷達成像器稍微減輕,但是對于束 - 目標角度仍然存在大的對比度依賴性,并且圖像仍然完全來自幾何而不是材料成分。


    有源輻射計通過遠程觀察物體的熱和熱力學特性導出對比度,可以基于材料組成而不是幾何形狀進行毫米波遠程成像。這種增加的功能在通過沙塵暴或大霧的成像中是非常有利的。主動輻射測量本質上是一種遠程感測方法,其中物體的熱力學和熱力學性質通過用某種形式的定向能量(也稱為毫米波源)遠程加熱目標進行評估,同時進行輻射測量以監測空間分離的溫度。用于升高和降低遠程物體的溫度的激發不是連續激勵,而是用各種波形進行調制,從而遠程評估物體的瞬態(熱力學)特性。

     圖:由大功率太赫茲光源照亮的塑料水瓶顯示了在傳統的毫米波成像系統中沒有的由遠程探測器捕獲的對比度。


    熱容量是最簡單的熱性質之一,并描述了吸收的給定量的能量的溫度升高。 這與“比熱容”相似,但并不代表質量術語。 通過簡單地將連續的毫米波功率傳輸到物體中并用觀測輻射計測量溫度升高,可以估計比熱。 輻射計和激勵器需要在相當不同的頻帶上工作,從而不會發生干擾,并且激勵器和輻射計之間的耦合主要由熱傳遞而不是電磁(諧波和雜散)耦合。 對于這種感測方法,勵磁機位于低30至40 GHz的Ka頻段,其中大功率(> 10W)放大器可用于提供有用的加熱功率。 輻射計將在75至110 GHz W波段范圍內工作,以提供更好的分辨率,因為設置光學元件在較短波長下的衍射較少。


    熱傳導描述了通過材料傳播熱量的速度。 這可以通過以與待觀察物體的熱常數(大多數材料為幾赫茲)相當的頻率脈沖激勵器來遠程測量。 通過將輻射計聚焦在偏移位置,可以從每個輻射計上的熱脈沖的時間差直接估計激發器通過物體材料的能量的傳播速率。 再次,隨著這種方法的光柵光學的進一步發展,遠程物體的熱傳導可以對比,以基于其在圖像中的每個點處的熱導率來提供遠程目標的光柵圖像。

    該技術摘錄說明:This work was done by Adrian J. Tang of Caltech for NASA’s Jet Propulsion Laboratory. NASA is actively seeking licensees to commercialize this technology. Please contact Dan Broderick at Daniel.F.Broderick@jpl.nasa.gov to initiate licensing discussions. NPO-49829




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