几种海水微波复介电常数模型的比较和分析

海水的复介电常数是计算海面发射率的重要输入参数之一。迄今为止,已经发布了许多经典的海水复介电常数计算模型,并被广泛应用在星载微波海洋遥感领域。首先回顾了经典的海水微波复介电常数模型,指出了它们的主要性能特点和彼此之间的差异;接着,使用卫星观测数据以及相匹配的大气海洋环境产品,通过比对模型计算亮温和卫星实测亮温,分析了当前5个海水微波复介电常数模型的计算准确度。结果表明：Fastem5中的海水微波复介电常数模型计算准确度相对较高,运行速度较快。     

微波遥感中的介电常数

研究微波遥感中目标和背景的介电常数，对微波遥感的解译、判读和反演具有重要作用。在静电场和交变电场情形下，叙述介电常数的概念，从微观和宏观两方面论述了介电常数的物理意义，指出外界条件对介电常数的影响，总结介电常数的测量方法，叙述其基本原理，给出了介电常数的计算方法及典型地物的介电常数公式、数据及曲线。指出目前在微波遥感中对介电常数研究和浏量的局限性，以及寻找新理论及探讨能进行实地在位检浏的新方法的必要性。     

一种利用HY-2卫星扫描微波辐射计数据反演极地海冰密集度的算法

海洋二号卫星(HY-2)是中国第一颗海洋动力环境监测卫星,如何有效地利用海洋二号卫星扫描辐射计数据监测海冰成为亟待解决的问题。根据海冰与海水辐射特征,提出一种基于多频段双极化反演海冰密集度方法,该方法利用简化的辐射传输模型和地物参考点模拟亮温并逼近观测亮温。该方法与NASA Team 2和ABA算法具有很好的可比性。应用该方法,可以有效利用HY-2卫星反演海冰密集度,监测海冰边缘与面积变化。     

利用GNSS-R信号探测海冰的方法及初步实验结果

研究了海冰的介电常数和极化特性,对GNSS-R观测数据进行处理,计算反射信号左右旋极化分量的比值,可以看出,GNSS-R信号极化比值的变化与海冰密集度观测数据是比较一致的.研究结果初步表明,GNSSR技术可以作为海冰探测的新手段.     

基于开口谐振环结构的介电常数测量传感器研究

固态材料介电常数的测量常采用双端口传感器，但传感器尺寸较大，针对此问题，设计了一款单端口特性的射频传感器，尺寸仅为30×40 mm。射频传感器采用开口谐振环结构，选用介电常数为4.4的FR4材料作为传感器基板，厚度为1 mm。首先使用电子设计自动化软件ADS设计了传感器，并对加载不同介电常数模型的传感器进行仿真，以得到不同介电常数下的回波损耗S11；随后使用MATLAB对S11谐振频率进行处理，得到待测样品厚度为0.8 mm的拟合公式。最后，将实测数据代入拟合公式得到材料介电常数的测量值，并与样品介电常数标准值比较。实验结果表明，使用该射频传感器测量Rogers 5880得到的介电常数为2.18，误差为0.91 %；测量FR4得到的介电常数为4.32，误差为1.82 %。因此，射频传感器可以用于固态材料介电常数的精准测量。     

南极磷虾探捕区独立海冰提取

针对传统的监测海冰方法受限于时间和空间,大范围的空间监测、长时间的动态监测不能满足要求这一问题,为监测南极磷虾探捕区海冰分布和独立浮冰运动特征,利用风云三号气象卫星中分辨率成像光谱仪(FY-3/MERSI)数据实现了研究区的独立浮冰信息提取。首先对FY-3/MERSI多波段数据进行辐射定标、投影、裁剪等预处理,结合多通道阈值法和比值法对海冰、云、海水进行识别,得到研究区海冰分布图;然后采用分区域双峰阈值法与梯度差分相结合的方法提取研究区的独立海冰,得到独立海冰分布图;最后对大块的独立海冰进行运动状态分析。结果表明,FY-3/MERSI数据可以有效地获取研究区海冰分布以及独立海冰分布信息,对于形状变化较小的独立海冰,可以分析海冰的运动状态。     

冰雪微波遥感研究进展

对微波冰雪遥感及应用研究作了概要的介绍,重点介绍了海冰遥感监测与相关数据的应用、分析和处理,同时,介绍了微波遥感在我国冰川积雪、冻土研究中的应用及成果,并对微波冰雪遥感研究的前景作了简要的分析和展望。     

机载五厘米微波辐射计及测水温的研究

介绍了机载5厘米微波辐射计及探测海水温度的机理,达到80年代国际水平。实践证明全天候、大面积测量海水表面温度对渔业资源的开发有较大的效益。     

实测光谱和欧氏距离在GF2卫星海冰提取中的应用

由于卫星受载荷分辨率和混合光谱限制,海冰遥感监测存在很大不确定性。为提高海冰提取精度,本文将实测光谱与高分辨率卫星数据有效结合,利用光谱数据进行GF2卫星等效反射率转换;基于欧式距离确定16种海冰判识指标的可分性;从而提出一种GF2卫星海冰快速提取方法,为中低分辨率卫星大范围的海冰监测提供基准订正数据。结果表明：①经过光谱曲线分析初步确定B2和B4波段是GF2卫星海冰遥感监测的敏感波段;②欧式距离计算结果反映16种判识指标中,B2/B4指标欧氏距离最大,海冰与雪、冰水混合物、海水等相似地物的可分性最强,是海冰最佳判识指标③根据判识指标采用阈值法能快速提取海冰分布信息,实现海冰与其他相似地物的分离;④比较本文提出的新指标（B2/B4）与其他4种指标海冰提取的精度,在冰水两种地物分类中,B2/B4判识指标略好;在多种地物分类中,B2/B4判识指标总体分类精度为96.48%,Kappa系数大于0.5,比其他指标高出3.89～4.85%。     

卫星遥感海冰监测技术在河北省近海海域的应用

卫星遥感技术已成为海冰监测的重要技术手段之一。介绍了应用EOS系列卫星、HY-1B卫星和HJ-1A/B卫星等遥感数据提取河北省近海海域海冰分布、海冰类型、海冰厚度等海冰信息的方法。重点研究了应用HJ-1A/B卫星遥感数据进行海冰分类,及根据海冰类型与厚度的对应关系估算海冰厚度的方法,并以2013年1月17日的卫星遥感数据为例,提取海冰信息,制作相关海冰专题产品。结果表明:利用多种卫星遥感数据进行海冰监测,既可相互补充又能提高监测效率和准确率,制作更精细化的海冰监测产品,为河北海洋管理部门制定防灾减灾措施提供重要依据。     

一种微波介质谐振器介电常数测量方法

针对现有平行板开式腔谐振法测量介电常数时会有一部分能量顺着馈线和上下金属板之间的结构传输形成辐射损耗的特点,提出了一种复介电常数测量方法,通过在馈电侧上下金属板之间增加短路板来阻挡辐射损耗。设计制作了具有短路板的介质谐振器测试系统,采用单端口工作,给出了工作在TE011模下的介电常数和损耗角正切的计算方法,并对一圆柱形介质样品进行了测量试验。     

互补开口谐振环微带传感器介电常数的测量

介电常数是材料的重要特性之一,采用互补开口谐振环微带传感器实现了不同厚度待测物质介电常数的无损测量。方形互补开口谐振环蚀刻在微带线接地平面上,与微带线耦合实现谐振,分析了谐振器的等效电路,讨论了介电常数与谐振频率之间的关系。通过有限元分析,谐振频率的负二次方与待测物质的介电常数实部值存在线性关系,且线性关系受待测物质的厚度影响;介电常数的虚部值对谐振频率的影响可忽略不计;最终建立了介电常数实部值与谐振频率和样本厚度之间的数学解析式。实验测试结果表明,当待测样品的厚度大于2 mm时,实部介电常数的相对测量误差小于3.5%。     

雷达高度计在海冰厚度探测中的研究进展

海冰是全球变化的指示剂,海冰厚度是海冰最难探测的参数之一。文章对现有的海冰厚度探测方式以及近年来相关研究进行了全面回顾和分析,对卫星雷达高度计、合成孔径雷达反演冰厚所存在的问题进行了总结;重点分析了星下点观测模式的雷达高度计以及雷达干涉测量技术在海冰厚度探测中的应用,分析了三维成像雷达成像高度计在海冰探测中的潜力,以及三维成像雷达成像高度计在海冰厚度探测机理及数据处理方面存在的问题。     

机载8毫米成像微波辐射计图像预处理

机载8毫米成像微波辐射计以中国海监飞机为平台,是国家863计划课题《航空遥感多传感器集成与应用技术系统》中的重要传感器之一,主要用于海洋溢油与海冰参量监测。微波辐射计图像处理技术为溢油体积、海冰厚度等信息特征的提取提供了依据,解决微波辐射计图像空间分辨率与温度分辨率相互制约问题,提高图像空间分辨率,并保持目标边缘清晰。对机载8毫米成像微波辐射计飞行实验数据的分析以及图像预处理方法作了详细介绍,并且获取到预期的航空遥感图像,对今后进一步的辐射计图像处理打下良好的基础。     

北极重要海峡海冰密集度时空变化呈现异质性

在全球变暖背景下，北极海冰的面积与厚度正逐渐减小，为北极通航提供了可能，而重要海峡的冰情直接影响到北极航道的开通。以东北航道和西北航道上14个重要海峡近35年的海冰密集度为研究对象，利用核K-means方法进行时空聚类，通过经验模态分解模型研究不同聚类模式下的时间序列趋势，探究冰情变化异质性，结果如下：①各海峡海冰密集度呈3种聚类结果，同一聚类结果中海峡的密集度变化具有较强一致性，不同聚类结果之间差异较大，海冰密集度低的海峡全部位于东北航道。②全年尺度中除白令海峡和德米特里拉普捷夫海峡之外，其他海峡海冰密集度呈下降趋势。呈上升趋势的两个海峡均为海冰密集度低的海峡。③夏季融冰期尺度中各海峡海冰密集度变化趋势类型多样，除单纯的上升、下降趋势外，还出现了包括“U”形曲线在内的各种波动型趋势。     

遥感技术监测海冰密集度

概要评述可见近红外、主/ 被动微波遥感技术监测海冰密集度的基本原理、算法及其优缺点。着重介绍和讨论被动微波传感器SMMR 和SMM/ I 遥感图像混合像元内海冰总密集度, 一年海冰及多年海冰密集度的NASA 算法及其天气滤波器。     

基于星载SAR的渤海海冰遥感监测系统设计与研究

针对渤海海洋防灾减灾的需要,提出基于星载SAR构建渤海海冰遥感监测系统。分析探讨了系统的数据源选择及工作流程,并就渤海海冰在SAR图像中的响应、海冰信息提取等关键技术进行了讨论。最后描述了该系统的结构设计及运行应用情况,可为今后类似系统的建立提供参考和借鉴。     

微波频段左手材料的研究进展

左手材料（LHMs）是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的电磁材料，近年来在实验上取得了突破性的进展，引起了当今物理学和电磁学的关注。文章介绍了左手材料的基本原理和微波频段左手材料的实现方法。总结了左手结构在微波频段的研究进展，展望了左手材料在微波器件和天线上的应用前景。     

基于MODIS的海冰面积遥感监测及其与气温的相关分析

利用MODIS海冰遥感监测原理及海冰反演方法,提取海冰像元并估算海冰面积。利用2004~2007年冬季MODIS遥感影像,并结合辽东湾沿岸14个气象站的气象资料,研究辽东湾海冰面积与气温的关系。结果表明：辽东湾冬季海冰面积与气温有着显著的负相关关系,相关系数为-0.815,通过二者之间的回归方程可预估未来海冰面积变化趋势。     

根据物料的电特性快速测定含水率的试验研究

本文根据农业物料的含水率对其介电常数等电参量影响关系，对水稻、玉米、大豆３种物料的含水率进行了测试，提供了测定含水率更为简单、易行的方法及测试系统，并对物料电特性与介电常数及含水率的函数关系进行了相关的分析和研究。