毫米波辐射计属于被动式接收机,通过对比不同位置区域的热辐射强度,实现对目标的探测。本课题通过改进毫米波辐射计结构,结合外定标和周期内定标两种定标方式,致力于提升其亮温灵敏度,从而提高其目标分辨能力。本文中信号采集与处理系统作为毫米波辐射计的重要组成部分,主要实现前端数控、数据采集、数据处理、扫描控制和人机交互等功能,协调整个毫米波辐射计系统的运作,因此对其开展的研究与开发工作具有实际工程意义。本文完成了毫米波辐射计信号采集与处理系统的设计,具体工作包括:1.本文结合内外两种定标方式,提出了针对前端输出信号的处理算法,降低通道增益改变和系统噪声对亮温灵敏度的影响,从而提高系统的亮温灵敏度。2.从毫米波辐射计系统结构和需求考虑,确定了以FPGA和ARM处理器为核心的信号采集与处理系统设计方案。FPGA有使用灵活、并行运算等优点,主要完成数据的采集;ARM处理器拥有低功耗、可靠性高、标准外设丰富等优点,主要完成数据的传输、处理和系统控制。3.完成了信号采集与处理系统的硬件设计和程序开发。系统硬件设计包括器件选型、原理图绘制、PCB版图绘制和硬件调试等内容;程序开发则包括了FPGA和ARM处理器程序的编写与验证。本文中FPGA程序基于Verilog语言进行开发,并且使用ChipScope工具完成了核心模块的逻辑功能验证。ARM处理器程序在官方提供的标准外设库的基础上进行开发,并额外编写了数据处理、网络数据收发、上位机指令解析、伺服系统扫描控制等功能实现代码。另外,本文还完成了用于人机交互的触摸屏界面设计工作。4.对信号采集与处理系统中的关键模块进行了功能测试,并按设计方案搭建了测试平台,完成了毫米波辐射计的系统联调。联调中,毫米波辐射计工作正常,能够通过上位机软件对其进行控制,相关数据也能在上位机和触摸屏上实时显示。同时,本文还对毫米波辐射计的亮温灵敏度指标进行了测试,最终结果表明其能够达到设计要求。