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.     

FTIR光谱辐射计测量结果的非均匀性修正

由于探测器响应存在非均匀性,从而造成FTIR光谱辐射计测量结果也存在非均匀现象。通过对黑体辐射源进行测量,研究了不同视场时的方向响应分布,以及目标面积与视场面积之比对测量结果的影响。以目标理论辐射强度与仪器测量值之比作为修正系数,实现了对FTIR光谱辐射计测量结果的修正。研究结果表明:视场越大,方向响应的均匀性越差;目标与视场的面积比越小,测量值越偏离实际值;对FTIR光谱辐射计的方向响应进行均匀性修正,可提高辐射强度测试精度。     

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.     

单像素成像系统的场景监视算法

利用单像素成像系统进行场景监视,对变化场景进行相同的信息调制,利用场景探测强度的差值作为测量值,采用压缩感知算法只需进行一次算法求解即可获取场景变化信息。使用数字仿真技术对提出的和传统方法进行场景变化信息反演获取对比实验。在简单的二值场景变化信息获取实验中,提出的方法在采样率为1%的情况下就可以获取准确的场景变化信息;对8 bit灰度场景变化信息进行获取时,由于信息量变大,为了获取较高质量的场景变化信息需要的采样数增加,但在相同采样数下,提出的算法可以获得比传统方法更准确的结果.实验结果表明采用提出的方法可以在低采样率的情况下获取准确场景变化信息,并降低了获取场景变化信息计算复杂度,对单像素成像系统应用于场景监控具有参考价值.     

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。     

基于数字电压表的单次脉冲幅度精确测量方法

数字示波器测量单次脉冲幅度时,存在测量不确定度大的缺点。对高采样率数字电压表原理和脉冲幅度准确测量原理进行对比分析,提出了利用高采样率数字电压表进行精确测量单次脉冲幅度的方法,并对该方法进行了具体阐述,得出测量结果不确定度为3×10-4。该测量方法准确度高,测量范围宽,测量成本低,具有较好的应用前景。     

低采样率高分辨率压缩功率谱估计方法的仿真研究

低采样率的宽带功率谱估计在很多领域具有应用价值.采用压缩多核采样结构得到信号的压缩测量值, 然后建立测量值相关函数与信号相关函数之间的关系, 用最小二乘法实现相关函数估计, 最后实现功率谱的估计.该压缩采样方法的等效采样率为M/N·f_s, 可在没有任何对时域或频域稀疏性的假设条件下降低采样率.仿真分析表明, 该方法的系统噪声与加性噪声性能比周期图法略有降低, 但只要系统设计合理, 对于一定信噪比的信号, 系统噪声与加性噪声基本可以忽略, 并给出了对应的理论分析.估计分辨率与周期图法相比, 等效长度相同时略有提高; 由于本文方法降低了测量值的数目, 对于一定长度的数据来说, 估计分辨率得到了极大的提高.本文方法适用于低信噪比信号的低采样率高分辨率功率谱估计.     

综合孔径辐射计中幅度误差校正方法研究

提出了一种校正1bit量化综合孔径辐射计中幅度误差的方法,这种方法直接通过测量噪声注入时1bit相关器的输出值来实时估计接收机噪声温度,进而校正由于不相关接收机噪声导致通道间信号相关系数的幅度下降,避免了传统方法中功率测量单元(PMS)的使用,降低了系统复杂度.分析表明,该方法的校正精度与功率测量单元校正的精度相当.     

基于低温辐射计高精度光辐射定标结果(1999和2003年)的对比研究

对1999年和2003年采用不同测量光路情况下可见光波段低温辐射计高精度光辐射定标测量结果及其不确定度进行了比较。结果表明，2003年低温辐射计激光功率测量不确定度比1999年的要小；2003年硅陷阱探测器光谱响应率测量不确定度和1999年的在同一水平上；陷阱探测器绝对光谱响应率变化在1．20%以内。这些结果证实陷阱探测器稳定性优良，光路改造合理。     

基于微波遥感的台风对海洋动力影响分析

台风是一种路径和强度变化不确定性很大的、短暂的、能量很强的灾害性天气系统。卫星遥感特别是星载微波遥感不仅具有大范围、快速重复观测的特点,而且具备全天候和全天时的优点,受恶劣天气影响较小,可以对台风活动路径进行较好的监测和预警,是分析台风的一种有效手段。本文结合3种微波卫星载荷：高级微波扫描辐射计(AMSR)、TOPEX&Jason-1微波高度计和WindSat全极化微波辐射计的数据,初步分析了台风对海洋动力环境的影响,结合与台风相关的海洋参数的卫星遥感测量结果,给出了目前常用的微波散射计和微波辐射计海洋风场遥感的比较。对于多云情况下的海表面温度测量,微波辐射计比红外辐射计更有优势。全极化微波辐射计还具有在恶劣天气条件下海洋风场测量能力。     

带外噪声对DSDR辐射计灵敏度的影响

给出了考虑带外噪声的直接射频采样数字微波辐射计灵敏度公式;分析并仿真了在不同存储深度条件下带外噪声对系统灵敏度的影响,仿真结果表明在带外抑制度比较好的时候,对于存储深度一定的系统,采样频率的降低会使直接射频采样数字微波辐射计的灵敏度变好;但是对于存储深度不受限的系统,采样频率的降低会使直接射频采样数字微波辐射计的灵敏度变差.最后模拟存储深度受限系统进行了实验验证.     

全极化微波辐射计系统中高速数字相关器设计

海面风场直接影响大气与大洋环流相互作用,是研究海流运动规律的必要条件.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.文中详细介绍了一种新型数字相关器的设计和实现.两片高速A/D转换器采样四路信号并通过XILINX公司新一代的FPGA-Vertex5作相关运算.同时本...     

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。     

数字存储示波器中插值算法的研究

对于现代数字化示波器而言,除了要求有高的实时采样速率外,还要求有较高的波形分析细节.旨在研究分析数字信号处理技术中的插值算法在数字示波器中的应用.通过对正弦插值与线性插值在数字示波器中应用的比较,分析针对不同性质的波形、采样点数,选用适当的插值算法是非常必要的.     

一种基于数字重采样的多载波调制方法

提出一种基于数字重采样的多载波调制方法,该方法先将不同速率的基带调制信号变换到相同的采样速率,并根据分配的频点分别进行数字上变频,然后进行数字合路,最后再将合路后的数字信号送专用芯片进行数字中频调制。与传统的基于中频合路的多载波调制方式相比,具有硬件实现简单、通道一致性好和易于调试的特点。     

符号速率相关的带通采样速率选取及其仿真

带通采样速率选取是软件无线电技术的关键问题之一。分析了常用带通采样速率选取方法的不足：采样速率一般不是符号速率的整数倍,后续基带数字信号处理需要进行复杂的小数内插或抽取算法运算,实现相当困难且运算量很大。为解决这一问题,提出了一种实用的与符号速率相关的带通采样速率选取方法,在满足带通采样定理基础上,附加频谱间隔最大条件选取符号速率整数倍的采样速率,最后通过软件仿真验证了符号速率相关的带通采样速率选取方法的正确性和可行性。     

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     

采样率对宽带LFM信号数字脉压的影响

宽带LFM(线性调频)信号数字脉压中,当采样率不能取得足够高时,在不同的采样率下脉压输出结果将发生变化。此时,采样起点和多普勒频率的变化也将影响脉压结果,并且两者对脉压结果的影响有一定的等效关系。通过较全面的仿真,为宽带LFM信号数字脉压的工程应用中合理选择采样率提供了参考。     

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.