微波天线与辐射传感器：热释电探测器详解

本章节聚焦于微波天线中的辐射与波式传感器，特别是红外传感器，它是第10章的重要组成部分，由胡向东在其著作《传感器与检测技术》中详细阐述。首先，红外传感器的基础概念被介绍，红外辐射被定义为波长在0.76~1000μm的不可见光，其本质是热辐射，任何高于绝对零度的物体都会发出红外线，能量强度与物体温度成正比。红外辐射遵循电磁波的基本特性，如直线传播、反射、折射等。 红外探测器是传感器的关键组件，主要包括热探测器和光子探测器两大类。热探测器如热释电型、热敏电阻型、热电阻型和气体型，它们利用红外辐射引起的温度变化来探测辐射。其中，热释电型探测器因其高的探测率和宽频响应而备受关注，其工作原理是红外辐射导致极化的铁电体薄片温度上升，极化强度下降，从而产生电信号，信号的强度与温度变化速率相关。 圆锥形喇叭天线、扇形喇叭天线、旋转抛物面天线和抛物柱面天线等都是常用的微波天线，它们在红外传感器和其他波式传感器的应用中扮演着关键角色，可能包括信号接收、发射或方向性控制。这些天线设计用于不同频率和应用场景，如通信、遥感或者环境监测，对天线的增益、方向性图和频率响应有严格的要求。 总结来说，这一章节深入探讨了红外传感器的原理、探测器类型及其在微波天线技术中的应用，强调了热释电型探测器在其中的优势，并提及了常见的几种微波天线设计，这些都是理解和设计微波系统以及利用辐射与波式传感器进行有效信息收集和处理的重要知识点。