一种新型微波辐射计的仿真研究

本文对一种以全功率微波辐射计为基础的新型微波辐射计———数字增益自动补偿微波辐射计进行了仿真研究。建立了微波辐射计系统各环节的数学模型并以此进行了仿真试验。仿真结果不仅证明了所建立的数学模型准确有效,而且为优化系统设计提供了重要参考,同时也为进一步实现星载环境仿真调试奠定了基础。     

基于神经网络控制的星载微波辐射计

本文提出一种采用神经网络控制技术的消除星载全功率微波辐射计系统增益和等效本机噪声波动的方法。此方法通过基于神经网络的控制系统,控制微波辐射计的系统增益与参考电压,使微波辐射计在轨运行期间系统参数保持不变。系统参数通过地面实验获得,因此在轨运行期间不再需要星上两点定标中的低温基准源,减少了低温定标天线等物理设备。     

计算机控制微波辐射计方案研究

提出一种采用微机进行定标校正的微波辐射计的新方案.该方案用数字系统代替了通常的开关辐射计的模拟系统,从而使辐射计的性能得到提高.模拟实验结果证明该方案能有效地克服增益漂移的影响并能给出线性化的输出.还对该方案的一些设想进行了分析.     

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。     

基于Simulink的干涉式微波辐射计系统仿真研究

介绍了通过Matlab/Simulink建立干涉式微波辐射计系统仿真模型的方法。针对干涉式微波辐射计的基本构成单元——二元干涉仪,搭建了仿真模型,通过对辐射计随机噪声测量过程的模拟,实现了单通道全功率测量仿真及双通道干涉测量仿真,在时域范围内实现了对系统测量精度、灵敏度指标的定量化分析。     

韩国科学技术卫星二号主载荷-双频微波辐射计

双频微波辐射计是韩国科学技术卫星二号的主载荷,目前已完成了正样研制并交付韩国。双频微波辐射计是全功率形式的微波辐射计,星上采用两点定标方式。由于受卫星平台的限制,天线不能做得很大并进行扫描,因此选择了接收机定标的方案,即定标支路和观测支路采用了不同的天线,通过多路开关与接收机连接。系统及验收测试表明,双频微波辐射计满足韩方的各项功能和性能指标要求。介绍了韩国科学技术卫星二号的基本情况以及双频微波辐射计的设计方案。给出了主要指标和系统试验结果。     

星载微波辐射计的发展与展望

阐述了国内外星载微波辐射计的发展与现状.重点分析了80年代的几个具有代表性的微波辐射计系统的技米特点以及未来发展的动向，提出在新的形势下应采取的对策。     

X波段全极化微波辐射计的计算机仿真

全极化微波辐射计是未来星载遥感海面风场的重要微波遥感仪器,可为短期天气预报、气候学和海洋学研究提供重要的有价值信息,利用软件平台对全极化辐射计进行计算机仿真对于系统设计和全极化定标技术仿真验证具有重要的意义。对X波段相关型全极化微波辐射计进行了计算机仿真,基于ADS软件平台建立了相关型全极化微波辐射计系统仿真模型,对仿真模型有效性进行了验证,并在仿真模型基础上对全极化定标技术进行了仿真验证。结果表明仿真模型准确有效,可为系统设计和全极化定标仿真验证提供参考。     

非降水条件下微波辐射计海面风遥感产品性能分析

通过对5种微波辐射计SSM/I、SSM/IS、TMI、AMSR\|E和WINDSAT以及2种微波散射计ASCAT和QUIKSCAT多年的海面风产品同浮标同步的实测资料进行数据匹配处理,再对匹配后的数据进行数据分析和统计。研究结果表明:微波辐射计遥感海面风的性能在1 m/s左右,可以满足绝大多数应用的需求。微波辐射计的低频海面风产品性能优于中频产品,但是中频数据地面分辨率高,建议在近海应用中使用中频产品,在大洋应用中使用低频产品。就不同微波辐射计而言,AMSR\|E和WINDSAT性能较优,SSM/I和SSM/IS性能较差,TMI则处于中等水平。微波辐射计测量风速的性能与微波散射计相比处于同一水平,但在高风速段微波辐射计有一定优势。微波辐射计中仅全极化微波辐射计WINDSAT具有测量海面风向的能力,在低风速段,WINDSAT测量海面风向的性能远远不及微波散射计,只有风速超过6 m/s时,WINDSAT提供的海面风向数据才能符合应用的需求。当风速超过8 m/s后,WINDSAT遥感海面风向的能力就和微波散射计基本一致。在此基础上,提出了强风条件下深入研究的必要性,并对浮标测风存在的问题做出了初步的分析并指出了改进的方向。
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星载微波成像仪数字仿真技术

星载微波成像仪是卫星遥感技术中获取信息的重要仪器,其性能直接影响整个卫星系统。由于在真实系统上直接试验的风险和代价太大,所以数字仿真技术成为一种行之有效的手段。提出了星载微波成像仪数字仿真的设计思想和目标;详细介绍了数字仿真实现的方法和仿真模型框图;描述了星载微波成像仪数字仿真研究的预期结果。     

Quantification Error Analysis of Digital Correlator on Fully Polarization Microwave Radiometer

Fullypolarization microwave radiometer is a passive remote sensing device that measures the target’s microwave radiation characteristics.It is a complete extractiontechnology of polarization information such as amplitude,frequency and phase based on the traditional microwave radiometer.Digital correlator utilizes high-speed analog-to-digital converter and programmable logic device FPGA to realize quantification processing and related operations of horizontal and vertical channel signal.Compared to analog correlators,digital correlators have the advantage of high bandwidth and immunity from DC interference,but quantification errors are also introduced in the quantification process.This paperanalyzes the influence of 8 bit quantification on the correlation coefficient before and after quantification on digital correlation fully polarization radiometer whichdeveloped by NSSC.By determining the appropriate A/D quantification threshold,it is ensured that the error of the digital correlator has the least influence on the radiometer system.The reliability of the analysis conclusion is verified by modeling and simulation.The results show that the quantification error of 8 bit digital correlator developed by the project can be neglected to the system error.     

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。     

全极化微波辐射计中5 GHz带宽数字相关器设计

为测得反演海洋风场所需的全部4个Stokes参数,全极化微波辐射计采用多路相关技术,对水平和垂直极化信号进行自相关和互相关处理,是一种全新的微波遥感系统。数字相关器是全极化辐射计的核心部件。详细介绍了一种高速新型数字相关器的设计。4片高速A/D转换器采样4路信号并外接多路复用模块实现高速数据流的降速,然后通过Xilinx公司新一代的FPGA\|Vertex5芯片作相关运算,将相关结果实时传输至上位机。提出的新型数字相关器可以实现系统最高5 GHz带宽的数据处理。     

神舟4号飞船多频段微波辐射计及其应用

介绍了我国首次研制的空间对地观测被动微波遥感器--神舟4 号飞船多频段微波辐射计的设备性能参数及指标, 并对海洋、沙漠等地物目标的测量结果进行了分析, 与国外其它星载微波辐射计的测量结果进行了比较。     

L波段合成孔径微波辐射计机理及原理性实验

简要介绍了被动微波遥感在低频波段上的应用和孔径合成方法提高空间分辨率的原理,完成了双通道相关干涉辐射计原理样机的设计与研制,对系统的互相关处理功能进行了原理性实验。结果表明,系统将双通道之间的相位差完整地复现出来,解决了孔径合成技术中互相关处理这一关键技术。     

基于SoPC的星载微波辐射计的数据采集系统

应用MC8051软核处理器,在FPGA上设计实现了基于软核的辐射计的科学数据采集,并通过1553B总线将数据传送到地面接收的采集系统。该方案在Xilinx公司FPGA芯片XC2V3000上得到了验证,满足航天星载微波辐射计多通道高分辨率的要求。     

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