基于FPGA的狄克型辐射计数据采集系统设计

为了对辐射计检波输出后的信号进行采集和存储,设计了一个基于FPGA的狄克型微波辐射计数据采集系统。该系统以FPGA芯片EP2C8Q208为主芯片,以AD7606为模数转换芯片,以SDRAM为存储芯片,并在SOPC中添加了自定义的IP核,进而在FPGA中搭建NIOS II软核来控制AD采集数据并将其存储到SDRAM中,同时也可通过串口或网口将其发到上位机中,该系统简化了电路并具有较好的可移植性。经试验验证,该系统能有效的工作。     

基于尺寸渐变超表面宽带高增益低剖面天线

设计了一种基于尺寸渐变超表面的宽带高增益低剖面天线,该天线由双层超表面和一层微带缝隙组合而成。双层超表面由分别印刷在2个介质板上的尺寸渐变六边形阵列贴片组成,贴片之间存在非等距间隙。超表面单元尺寸渐变设计能够使天线产生多个邻近的谐振点,从而展宽带宽。通过改变超表面天线尺寸结构,分析天线的宽带辐射特性。为获得最佳宽带性能,采用遗传算法优化天线几何参数。制作并测试了一款边长为43.3 mm,厚度为4.853 mm的样本天线用于验证仿真结果。实测结果显示,该天线-10 dB阻抗带宽达到了54%(3.99~6.93 GHz),最高增益达到12.05 dB,在4~6 GHz范围内增益保持在8 dB以上。该天线实现了宽频带、高增益、低剖面的特点,适用于宽带高速率无线通信的诸多领域。     

Ku波段成像散射计后向散射系数精度分析

成像微波散射计是增加了成像功能的新型散射计系统,其后向散射系数的测量精度仍然是系统的关键指标.根据成像微波散射计的系统特点,提出了基于FFT对信号与噪声进行同时测量的数字处理系统,推导了适用于衡量成像散射计后向散射系数测量精度的归一化标准差Kp .对于不同观测条件下的Kp 进行了公式描述及数值仿真.得出不同区域和不同目标观测情况下如何配置系统参数的结论,并落实到成像散射计系统的性能分析中,对如何折衷设计性能参数并在实验过程中获取最佳试验结果进行理论指导.     

综合孔径辐射计可见度函数预处理算法及时域仿真研究

该文研究了干涉式综合孔径辐射计可见度函数的预处理算法,包括A/D偏置校正、三阶数字相关系数到模拟相关系数的校正、IQ非正交校正以及空间去相关的误差校正等等。由于这是首次将三阶量化数字相关的定标方法应用于对地观测领域,对其进行了详细的分析。该文利用蒙特卡洛方法对可见度函数的预处理算法进行了时域仿真的研究。并通过地球同步轨道毫米波大气温度探测仪地面样机系统对算法进行了验证,证明了该算法的正确性。经过可见度预处理算法校正得到的结果的绝对误差小于真值的0.1%。证明该算法可以应用于地球同步轨道毫米波大气温度探测仪星载系统定标中,经过校正得到的相关结果可以直接用于亮温图像的反演。     

基于FY-3C MWHTS的台风降水反演算法研究

为估测台风带来的地表瞬时降雨率，利用FY-3C上搭载的微波湿温探测仪（Microwave Humidity and Temperature Sounder，MWHTS)的L1级在轨观测亮度温度数据与多卫星降水分析TMPA（Tropical Rainfall Measuring Mission（TRMM）Multi-Satellite Precipitation Analysis）3B42降水产品数据，通过多元线性回归和BP神经网络两种算法对台风区的降水情况进行了反演研究。结果表明，由这两种算法反演的降水分布图可以清晰地看到台风中心、云墙以及螺旋雨带等台风的位置、分布及结构信息，这与TMPA 3B42降水产品数据估测到的台风降水分布图相一致。此外，从定量的角度来看，TMPA 3B42降水数据与这两种反演算法反演的地表瞬时降水量（mm/hr）都具有较高的相关性和较小的偏差和均方根误差，反演的精度较高。故这两种算法都可以用来反演台风区的降水量，同时也表明FY-3C MWHTS微波在轨观测资料在台风区监测及降水研究中能发挥出较高的应用价值。     

335 GHz非平衡式肖特基二极管三倍频器

基于混合集成的方式,采用对称锥形渐变线匹配结构设计了335 GHz非平衡式三倍频器。在保证单模传输的条件下,该匹配结构不仅能够固定二极管位置,而且可以增大匹配效果,解决了高频段倍频器3 dB带宽较窄的问题。实测结果表明,该倍频器在330~356 GHz频率范围内输出功率均大于5 mW。驱动功率为220 mW时,有最高输出功率11.2 mW,由它作为核心器件组成的固态太赫兹本振源,能够驱动超外差接收机中670 GHz二次谐波混频器。     

CFOSAT散射计几何定位验证与精度初步评估

采用STK软件对中法海洋卫星（CFOSAT）散射计几何定位算法进行了验证。针对CFOSAT散射计扇形波束扫描观测体制,分别就扇形波束扫描散射计几何定位原型算法、包含天线安装误差的完整几何定位算法利用STK进行了详细验证。结果表明了CFOSAT扇形波束散射计几何定位算法的准确性,与STK几何定位结果偏差在100 m以内。在此基础上,结合有源定标器实验数据,对CFOSAT实际观测数据几何定位参数进行了校正,给出了CFOSAT散射计几何定位精度的初步评估。     

高光谱微波辐射计宽带高速数字系统设计

高光谱微波辐射计是基于频谱分析技术的精细谱段微波辐射计,通过增加探测通道实现高垂直分辨率大气探测,解决传统微波辐射计通道数少,频谱分辨率低的问题.该系统采用高性能模数转换器(Analog-to-Digital Con-verter,ADC)实现对模拟输入信号进行10Gsps采样,8bit量化,并基于高性能现场可编程门阵列(Field Programming Gate Array,FPGA)芯片获取输入信号的功率谱.文章详细介绍了宽带高速数字系统设计、器件选型和测试方法,给出了测试结果,分析表明硬件系统设计符合设计要求.