星载微波辐射计定标热源研究

介绍了应用频率在10~90 GHz波段的星载微波辐射计定标热源的结构及其功能;论述了定标热源微波吸收材料选择、吸收体结构设计、热设计及温度测控等技术与方法;给出了定标热源吸收率和温度特性测试结果。地面和在轨运行均表明,该定标热源满足星载微波辐射计设计要求。     

星载毫米波亚毫米波辐射计定标的初步研究

星载微波辐射计采用平方律检波,物体的辐射功率与接收机的输出电压成线性关系。因此星载微波辐射计采用高低温两点定标。其中高温定标源采用处在环境温度下的黑体,低温定标源为冷空背景辐射。由 Rayleigh-Jeans公式计算的物体的辐射功率与其物理温度成线性关系,但是随着物体频率的升高,Rayleigh-Jeans公式与Planck定律的近似误差越来越大,此时应根据Planck定律计算物体的辐射功率。从Planck定律出发,对毫米波、亚毫米波辐射计的定标方程进行了推导,并给出了高低温定标源的辐射功率在毫米波和亚毫米波段的表达式。     

风云三号卫星微波探测仪定标原理及算法

微波探测仪是搭载于气象卫星上的重要载荷，可全天候获取大气温度、湿度垂直廓线、降雨等重要大气参数，为气象预报、气候变化研究和灾害性天气现象监测等提供重要数据。定标是星载微波探测仪定量化应用的基础。详细阐述了星载微波探测仪定标基本原理，给出了定标相关基础概念，并根据星载微波探测仪仪器特性，系统地梳理了发射前热真空定标、发射后在轨定标/真实性检验技术和定标算法，同时对定标试验实施方案和定标算法实现的关键点进行了总结，从而建立了完整的星载微波探测仪定标流程和基准，对星载微波探测仪的统一化定标和定量化应用具有重要意义。     

风云三号卫星微波探测仪定标原理及算法

微波探测仪是搭载于气象卫星上的重要载荷,可全天候获取大气温度、湿度垂直廓线、降雨等重要大气参数,为气象预报、气候变化研究和灾害性天气现象监测等提供重要数据。定标是星载微波探测仪定量化应用的基础。详细阐述了星载微波探测仪定标基本原理,给出了定标相关基础概念,并根据星载微波探测仪仪器特性,系统地梳理了发射前热真空定标、发射后在轨定标/真实性检验技术和定标算法,同时对定标试验实施方案和定标算法实现的关键点进行了总结,从而建立了完整的星载微波探测仪定标流程和基准,对星载微波探测仪的统一化定标和定量化应用具有重要意义。     

风云三号卫星微波探测仪定标原理及算法

微波探测仪是搭载于气象卫星上的重要载荷,可全天候获取大气温度、湿度垂直廓线、降雨等重要大气参数,为气象预报、气候变化研究和灾害性天气现象监测等提供重要数据。定标是星载微波探测仪定量化应用的基础。详细阐述了星载微波探测仪定标基本原理,给出了定标相关基础概念,并根据星载微波探测仪仪器特性,系统地梳理了发射前热真空定标、发射后在轨定标/真实性检验技术和定标算法,同时对定标试验实施方案和定标算法实现的关键点进行了总结,从而建立了完整的星载微波探测仪定标流程和基准,对星载微波探测仪的统一化定标和定量化应用具有重要意义。     

口面定标源天线温度的相关成分分析

口面定标源的天线温度是微波辐射计定标的重要参数,在以往的辐射计定标中都只考虑到它的非相关分量而忽略了相关分量。分析了液氮冷却低温口面定标源和室温源的相关天线温度,导出口面定标源的相关天线温度与辐射计逆向辐射噪声温度、定标源的反射系数和天线口面的反射系数的函数关系。说明减小相关天线温度的有效途径,并举例阐述了这些相关天线温度的大小。     

风云三号微波湿度计航空校飞辐射定标原理及数据分析

风云三号微波湿度计是我国首次在轨定量应用于大气探测的星载被动微波辐射计,为验证载荷辐射性能,发射前于2007年9月至11月开展了航空校飞试验,历时2个月共转场青海湖、敦煌和云南普洱3个试验场,地面同步实施了辐射校正测量。在阐述星载微波大气探测载荷航空校飞辐射定标原理基础上,开展航空校飞数据分析,并与同步辐射校正测量结果进行了比对验证,结果表明风云三号微波湿度计初样产品探测结果符合设计指标要求。风云三号微波湿度计航空校飞试验为其资料在轨业务定量应用奠定了基础,其中航空校飞辐射定标模型支撑了后续风云三号卫星微波湿度计在轨业务定标。     

星载周期定标微波辐射计外部定标负载尺寸与位置的确定

本文从各个方面论述了选用ＳＳＭ／Ｉ方式周期定标的星载微波辐射计外部定标负载尺寸与位置的考虑。并对即将装载于ＦＹ－３气象卫星上的微波辐射计其热定标负载尺寸、位置进行了分析计算，得出定标负载应距馈源高１０ｃｍ左右，单边尺寸为１２～１６ｃｍ的结论     

提高微波辐射计测量精度研究

从测量误差的理论角度,分析了影响微波辐射计系统测量精度的各种因素,提出了研制和应用微波辐射计系统所要依据的4个温度概念,并从应用条件角度讨论了提高陆基、机载、星载微波辐射计系统测量精度的一些具体技术方案。     

星载毫米波辐射计地面定标实验

对CE-1(嫦娥一号)卫星有效载荷微波探测仪初样样机8 mm微波辐射计进行了地面定标实验。测量了接收机的线性度和灵敏度;建立了射频前端微波辐射传输模型;应用该模型并结合测试结果,建立了失配条件下辐射计天线温度的定标方程。实验结果表明,接收机线性度为0.9999,灵敏度为0.17 K,定标误差小于0.85 K。为CE-1正样样机的研制以及科学目标的实现提供了定标参考。     

23.8GHz数字相关型全极化微波辐射计的定标及其影响分析

为实现全极化微波辐射计对海面风场的高精度测量,不但需要特殊的全极化定标基准,同时需要高稳定性的接收机系统。恒温控制是提高系统稳定性简单有效的途径之一。基于23.8GHz的数字相关型全极化微波辐射计,考虑温度对于定标的影响,采用特殊的温控方案,设计出一套恒温控制系统,使辐射计工作在一种稳定的状态下。实验结果表明:通过恒温控制可以使辐射计工作维持在一种稳定的状态,从而可以简化定标过程,延长定标周期,同时保证定标精度的要求。     

基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统设计

介绍了一种基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统,用于星载微波辐射计定标源的精密测温,测温精度为±0.1℃。针对铂电阻引线带来的测量误差这一缺点,设计了四线制恒流源温度测量电路,同时对铂电阻传感器温度检测电路的测量误差进行了分析。系统具有精度高、可靠性高,使用方便的特点,当温度范围在-200℃~650℃之间,误差小于±0.1℃时,也可用于其它工业测温以及航空航天精密温度检测领域。     

全极化微波辐射计与传统微波辐射计星上定标方法比较分析

高精度星上定标是辐射计测量数据稳定可靠的关键。概述了传统微波辐射计两点定标方案和全极化微波辐射计星上定标的特点,对已提出的3种全极化定标方案应用于星上定标的可行性展开初步分析,并针对传统辐射计和全极化辐射计星上定标方案的差异,从定标方程、定标误差和定标精度3方面进行了对比分析。
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风云三号微波大气探测载荷辐射定标

风云三号气象卫星是我国第二代极轨业务气象卫星,具有全球、全天候和多光谱探测能力,装载有微波温度计和微波湿度计2台微波大气探测载荷,自2008年首发星升空后,风云三号微波大气探测载荷资料在防灾减灾和数值天气预报同化应用中发挥了积极作用。风云三号气象卫星微波载荷辐射定标是从原始观测计数值出发获取目标亮温的数据处理技术过程,包括发射前定标、在轨星上定标、综合辐射定标和历史资料再定标4个技术环节。精确的辐射定标是星载被动微波辐射计遥感资料定量应用的基础。本文综述了风云三号气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术,介绍了风云三号微波大气探测载荷综合辐射定标基本原理及技术现状,展望了风云气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术未来发展。     

微波辐射计接收机的逆向辐射噪声对天线定标的影响仿真

基于有限积分算法,仿真计算了微波辐射计接收机的逆向辐射噪声温度对于接收天线口面的附加温度,并根据CST仿真软件计算结果,对照给定的简化理论模型,具体分析了微波辐射计逆向辐射噪声温度微波辐射计定标桶罩以及天线口面位置的影响。     

地基、空基、星基微波辐射计定标技术概览

微波辐射计是用于测量物体微波辐射能量的被动遥感仪器,在军事、环境科学上都有极大的 作用。如果用于工作的微波辐射计没有经过统一、精确、可靠的定标和校验,各自测得的结果将十分 混乱,所以定标技术是微波辐射计研究、应用中的关键课题之一。在不同的使用条件下,微波辐射计 的定标有不同的技术要求和难点。按运载平台的不同,系统地阐述了微波辐射计定标技术的国内外 研究现状和发展趋势,并指出一些值得继续探讨的问题。     

L波段微波辐射计冷空定标源亮温分析

欧空局SMOS任务的塔克拉玛干沙漠地面定标实验,采用L波段微波辐射计测量塔克拉玛干沙漠的土壤亮温。此辐射计的定标采用冷空作为低温定标源。由于冷空的情况比较复杂,在L波段,其亮温受到诸多因素的影响。根据日地关系、太阳与天线的位置关系,建立太阳辐射模型,得出了任意时刻太阳进入天线视场范围内的影响亮温值,并简要分析了月球、其它星球、中性氢原子分立谱发射和热源连续谱发射对辐射亮温的影响,为选取冷空作为低温定标源提供了理论及数据参考。     

相关型全极化辐射计研究

全极化微波辐射计对海洋风场的测量和研究具有重要意义。全极化微波辐射计通过测量目标的Stokes矢量来得到目标的全部极化信息,这对传统的海洋风场测量是一种有效的补充。全极化辐射计主要包括组合型和直接相关型两种类型,通过着重介绍直接相关型极化辐射计,给出了相关型辐射计的系统框图并从原理上对其进行了分析。任何微波测量都离不开定标,对全极化微波辐射计的定标原理和硬件实现技术也作了详细介绍。     

星载微波成像仪接收通道的仿真研究

星载微波成像仪接收通道即微波辐射计,是星载微波成像仪的核心部分。对其进行仿真研究的关键和基础是信号处理方法。给出了接收通道各环节的数学模型;采用快速离散富里叶变换处理信号;分析并缓解了由于离散富里叶变换带来的频率分辨率与样本点数之间的矛盾;以全功率微波辐射计为例进行了仿真研究并给出了结果。为进一步实现系统仿真调试和环境仿真调试奠定了基础,并为其它类型微波辐射计的仿真研究提供了借鉴。     

车载多频率微波辐射计与观测数据应用

地基微波辐射计是被动微波遥感研究中进行地面实验的核心仪器。了解辐射计的观测原理以及实验方法对实验的设计和数据的分析具有重要意义。2007年遥感科学国家重点实验室购置了车载多频率微波辐射计,自仪器投入使用以来,获取了多种典型地表的微波辐射测量数据。基于车载多波段微波辐射计开展的地面观测实验为被动微波遥感地表参数反演算法的发展、辐射传输模型的验证等研究提供了重要的数据支持。详细介绍了车载多频率微波辐射计的配置、观测原理和定标方法,并结合地面实验,介绍了利用车载多频率微波辐射计进行实验的方法及数据的处理与应用。该研究对地基微波辐射计观测实验的设计与实施以及对辐射计数据的分析和使用有重要的参考价值。