全极化微波辐射计数字化引入误差分析

全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器.数字相关器是全极化辐射计的核心部件.数字相关器的应用相对于模拟相关辐射计具有可配置、集成度高和易于控制的特点.同时,数字化技术会给辐射计带来量化误差和相位抖动误差.具体的误差分析验证了全极化微波辐射计中数字化的可行性.文中详细分析了定量误差,并根据实际工程应用说明了多比特数字化带来的误差可以在系统整体误差中忽略.     

数字全极化微波辐射计系统设计与定标分析

海洋风场是海洋与大气作用的重要参数之一。全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器。数字全极化微波辐射计采用多路数字相关技术,对水平和垂直极化信号进行相关处理,产生反演海面风场模型所需海面亮温Stokes矢量。详细介绍了数字全极化微波辐射计的系统设计方法,包括射频前端、中频段和数字相关器的设计。同时给出了系统内定标以及外定标方法。对数字全极化微波辐射计做了细致的理论分析和硬件实现设计。     

全极化微波辐射计数字相关器下变频算法设计

全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器,数字相关器是全极化辐射计的核心部件。针对全极化微波辐射计接受到的数字信号采样率较高的问题,提出应用多相滤波的算法以降低数字信号速率,从而满足FPGA时序约束的要求。之后为进一步节省乘法器资源和提高处理速率,滤波部分采用分布式算法,两种方法结合完成下变频模块处理,通过Matlab软件对下变频算法进行了仿真。仿真结果表明算法是可行的。     

全极化辐射计的2GHz带宽数字相关系统设计

全极化微波辐射计是进行海面风场测量的新型被动式遥感器。数字极化辐射计通过数字相关器对两个极化通道做相关处理,完成四个Stokes矢量参数的测量,反演海面风场。文中提出辐射计核心器件宽带数字相关器的设计方法。双极化通道通过IQ变换转化为两对正交信号,四片国内自主研制的A/D转换器以2.2Ghz采样率采样四路信号,采样结果通过多路复用DEMUX芯片复用后,传输到新一代现场可编程门阵列(FPGA)-Virtex5芯片中作进一步多路复用和相关运算。文中详细介绍了系统结构,数据处理流程和测试结果。     

基于数字相关型全极化微波辐射计的灵敏度分析

灵敏度是表征微波辐射计能够检测到最小亮温变化的能力,是微波辐射计一项重要指标.本文针对数字相关型全极化微波辐射计,提出了一种使用相关器输出的计数值计算各通道灵敏度的方法,并通过了实验验证.对比模拟通道灵敏度和数字通道灵敏度,分析了量化噪声和通道间串扰对灵敏度的影响.     

星载全极化微波散射计系统仿真与性能分析

本文对全极化微波散射计遥感海面风场的原理及其特点进行研究,建立了星载全极化微波散射计的系统仿真模型.对比了SeaWinds散射计参数下全极化与同极化的风场反演质量,结果表明全极化微波散射计在星下点以及刈幅远端的区域有良好的风场反演性能,并可提升高风速条件下的风场反演精度.最后分析了极化通道隔离度对全极化散射计系统性能的影响.     

W波段数字变极化目标特性测量雷达

提出一种新型的W波段数字变极化目标特性测量雷达.该雷达由两子阵变极化天馈、两通道TR模块与数字处理单元构成, 采用空间波束合成任意极化发射、数字方式实现任意极化接收.通过目标实验结果表明, 该雷达能在多种极化体制下准确提取目标极化散射矩阵, 具备测量目标全极化RCS能力以及可用于目标极化特性分析与研究.     

W波段数字变极化目标特性测量雷达（英文）

提出一种新型的W波段数字变极化目标特性测量雷达.该雷达由两子阵变极化天馈、两通道TR模块与数字处理单元构成,采用空间波束合成任意极化发射、数字方式实现任意极化接收.通过目标实验结果表明,该雷达能在多种极化体制下准确提取目标极化散射矩阵,具备测量目标全极化RCS能力以及可用于目标极化特性分析与研究.     

综合孔径微波辐射计二阶量化数字相关器研究

微波辐射计作为一种无源遥感器,在遥感技术领域有着巨大的应用前景.传统的微波辐射计的空间分辨率受到天线孔径的限制.综合孔径微波辐射计利用了干涉测量原理和复相关技术,是一种可以有效地提高空间分辨率的新型辐射计.本文针对综合孔径微波辐射计的数字相关器进行了深入研究,分析论证了二阶量化数字相关器的工作机理,并对采用该种相关器的系统的信噪比进行了分析.初步的试验验证结果证明了该方案的有效性.     

综合孔径辐射计中二级相关算法的设计与实现

为了解决传统微波遥感辐射计使用FPGA实现多通道数字相关器时资源消耗量过大的问题,本文提出了一种二级相关实现方法.二级相关算法将相关算法分成前后两级,并利用门时钟生成单元使系统保持流型工作状态.前级相关器由基本逻辑资源构成,完成固定短点数的相关处理;多个前级相关器分为一组,分时启动并复用后级长点数相关器.二级相关算法能显著解决微波遥感辐射计中多通道数字相关器资源消耗量巨大的问题,提高数字相关器所容纳的相关通道数,同时优化了FPGA布局布线性能,能提高系统性能并降低成本.     

合成孔径辐射计多路高阶数字复相关器方案研究

本文针对目前合成孔径辐射计中存在的相关器单元过于复杂，难以星载应用的问题，提出了一种新的数字相关方法．借鉴了软件无线电中的数字接收机技术，利用大规模可编程门阵列(FPGA)，用一块芯片来实现功率分配和大量复相关器的工作，实现了片上系统(SOC)，解决了多天线单元合成孔径辐射计相关器系统中存在的体积、重量、功耗和硬件复杂程度过大的问题．通过仿真表明，多路高阶数字相关器系统得到的天线阵列的干涉方向图与模拟相关器系统得到的干涉方向图基本一致，证明该方案可行。     

Wind direction over the ocean determined by an airborne, imaging,polarimetric radiometer system

The speed and direction of winds over the ocean can be determined by polarimetric radiometers. This has been established by theoretical work and demonstrated experimentally using airborne radiometers carrying out circle flights and thus measuring the full 360° azimuthal response from the sea surface. An airborne experiment, with the aim of measuring wind direction over the ocean using an imaging polarimetric radiometer, is described. A polarimetric radiometer system of the correlation type, measuring all four Stokes brightness parameters, is used. Imaging is achieved using a 1-m aperture conically scanning antenna. The polarimetric azimuthal signature of the ocean is known from modeling and circle flight experiments. Combining the signature with the measured brightness data from just a single flight track enables the wind direction to be determined on a pixel-by-pixel basis in the radiometer imagery     

High-resolution passive polarimetric microwave mapping of oceansurface wind vector fields

The retrieval of ocean surface wind fields in both one and two dimensions is demonstrated using passive polarimetric microwave imagery obtained from a conical-scanning airborne polarimeter. The retrieval method is based on an empirical geophysical model function (GMF) for ocean surface thermal emission and an adaptive maximum likelihood (ML) wind vector estimator. Data for the GMF were obtained using the polarimetric scanning radiometer/digital (PSR/D) on the NASA P-3 aircraft during the Labrador Sea Deep Convection Experiment in 1997. To develop the GMF, a number of buoy overflights and GPS dropsondes were used, out of which a GMF of 10.7, 18.7, and 37.0 GHz azimuthal harmonics for the first three Stokes parameters was constructed for the SSM/I incident angle of 53.1°. The data show repeatable azimuthal harmonic coefficient amplitudes of ~2-3 K peak-to-peak, with a 100% increase in harmonic amplitudes as the frequency is increased from 10.7 to 37 GHz. The GMF is consistent with and extends the results of two independent studies of SSM/I data and also provides a model for the third Stokes parameter over wind speeds up to 20 m/s. The aircraft data show that the polarimetric channels are much less susceptible to geophysical noise associated with maritime convection than the first two Stokes parameters. The polarimetric measurement technique used in the PSR/D also demonstrates the viability of digital correlation radiometry for aircraft or satellite measurements of the full Stokes vector. The ML retrieval algorithm incorporates the additional information on wind direction available from multiple looks and polarimetric channels in a straightforward manner and accommodates the reduced SNRs of the first two Stokes parameters in the presence of convection by weighting these channels by their inverse SNR     

高阶量化数字相关辐射计的采样率要求

通过对不同采样率情况下高阶量化数字相关辐射计的相关值测量结果进行分析,研究了此种辐射计的采样率要求.结果表明采样率并不需要满足奈奎斯特率,相关值的方差取决于互不相关的采样点个数.利用8mm波段综合孔径微波辐射计原理样机中的相关辐射计单元进行了不同采样率情况下的相关值测量实验,验证了分析结果.     

数字增益自动补偿微波辐射计的计算机仿真

数字增益和补偿微波辐射计是一种新型的微波辐射计,它能很好地实现增益补偿,有效地提高微波辐射计性能,更适合星载使用,本文对以全功率微波辐射计为基础的数字增益自动２微波辐射计进行仿真,分析了全功率微波辐射计的特点,并在此荐 ,提出了在频程跨度很大时实现系统频域仿真的有效方法,仿真结果不仅证明功率微波辐射计的特点,在此基础上,提出了在频程跨度很大时实现系统频域仿真的有效方法,仿真的结果不仅证明所采用的方