3  辐射计数据采集系统的硬件设计 8

3.1系统整体架构 8

3.2 处理器电路设计 8

3.3处理器外围电路设计 14

3.4 Ａ/Ｄ转换模块设计 17

4 辐射计数据采集系统的软件设计 18

4.1  嵌入式 Linux 操作系统 18

4.2  驱动程序设计 21

4.3 应用程序设计 26

5 结论 27

致谢 28

参考文献 29

1. 绪论

1.1 课题背景及意义

毫米波辐射计是一种灵敏度极高的宽带微波接收机，它能检测到地物极微弱的电磁波辐射强度。毫米波辐射计具有更高的空间分辨率，因而在遥感和制导中获得了广泛的应用。目前，基于地基(含地面与船载平台)、空基(含飞机、导弹、气球平台)、星基(含卫星、宇宙飞船、航天飞机平台)等运载平台的微波辐射计均得到了迅猛的发展。下面列举一些有代表性的毫米波辐射计的应用：

环境应用：测量土壤湿度、洪水的地域分布、雪或冰等的覆盖图、海洋表面风速、大气温度剖面和大气湿度剖面等。

军事应用：目标探测、目标识别、搜索、绘制地图、侦察军用车辆、无源制导和无源引信等。

天文应用：射电天文望远镜、行星位置测绘、太阳发电测绘、银河系天体测绘、宇宙背景辐射测量等。

    正是由于这些优点，本文设计了一种辐射计数据采集系统。

1.2 国内外研究现状

1.3 论文组织结构

本论文共分为五章，具体内容安排如下：文献综述

第1章 概述了选题背景和意义，分析了国内外相关技术的发展动态，并对本论文的主要工作进行了阐述。

第2章 介绍了辐射计的工作原理，比较了其中两种辐射计的优缺点，确定了本系统所需要的辐射计类型。

第3章 给出了系统的总体框图，并对各个小模块进行了介绍。

第4章 介绍了系统的软件方面的设计，并给出了系统的显示结果。

第5章 根据系统各结论部分对整个论文的工作和成果进行总结。

2  辐射计原理

2.1  辐射测量

毫米波辐射计是一台超高灵敏度超宽带接收机。它接收到的能量是由天线收集起来的辐射，这些辐射来自场景自身的辐射及其对其他辐射源辐射能量的反。温度为T的热力学平衡的物体，根据普朗克辐射定律，在微波范围内的辐射功率为 ，其中k是玻尔兹曼常数，B是系统带宽。当然，这一结果仅能严格应用于被称为黑体的物体。黑体是一种被定义完全吸收和完全辐射的理想化材料，它吸收所有入射能量，不产生反射，同时也会以噪声的形式辐射出同等的能量；黑体辐射能量的速率与吸收能量速率一样，因此保持热平衡。非理想的黑体叫灰体，它不能全吸收入射的能量，辐射的功率也没有同样温度下黑体辐射的功率多。某个物体辐射的功率相对于同样温度下黑体辐射功率的量度是发射率e，定义为：

  （2.1.1）

其中P是非理想物体辐射的功率，kTB是黑体的辐射功率。因为 ，所以对于理想的黑体有： 。

这样可以定义物体的辐射温度为亮温度 ，与物体的物理温度T的关系为：