基于滤波反投影算法的自旋式综合孔径辐射计分辨率与灵敏度分析

针对自旋式稀疏阵列综合孔径微波辐射计近似于极坐标的采样方式下成像算法复杂、系统参数估计困难等问题,该文提出一种基于滤波反投影算法的系统参数估计方法。该方法通过对极坐标下狄拉克采样梳子函数进行1维傅里叶-汉克尔变换得到系统的点扩散函数,并根据点扩散函数主副瓣分解,重点分析了径向与角度方向采样间隔对无混叠视场范围的影响以及主瓣宽度对应的分辨率。该文同时利用滤波反投影算法推导了自旋式稀疏阵列辐射灵敏度的估计方法。数值仿真与实测点源响应函数的一致性表明了该模型的精确性。     

K波段谱分析技术的微波辐射计方案设计

以探测大气中水汽吸收谱线为应用背景,系统设计了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的宽带宽的谱分析技术的微波辐射计。阐述了谱分析技术的微波辐射计的设计原理,详细介绍了系统结构设计、接收机方案设计和谱仪的方案设计,并分析了系统的主要技术指标、正交接收机指标及谱仪的设计。该系统可实现的辐射计探测频率为22.235 GHz,设计带宽达到500 MHz,谱分辨力为60 kHz。     

风云三号微波湿度仪天线设计与分析

风云三号(FY-3)湿度仪天线接收各种目标的微波辐射能量,因此天线好坏对整个微波湿度仪系统性能及应用影响极大.FY-3湿度仪天线具有高增益、低噪声和高的波束效率,采用偏馈抛物面天线形式,天线频率分别达到150 GHz和183 GHz,是目前国内有效载荷的最高频率,其成功研制填补了我国航天微波遥感的空白,也使我国航天器天线技术进入一个新的领域、实现了一次较大的技术跨越.文章从天线的系统工作模式、组成、设计要点、关键技术及验证等方面阐述该天线子系统的技术设计与创新.     

人工神经网络反演算法反演北京地区湿度廓线

微波湿度计（MWHS）是风云三号卫星的主要有效载荷之一,其频率为150GHz（双极化）和183.3lGHz（三通道）,分别用于探测大气窗区和水汽廓线。采用垂直于飞行方向的交轨扫描方式,科学目标是探测大气湿度的垂直分布。本文简要介绍微波大气湿度探测的基本原理,阐述了湿度廓线反演的各种方法,着重运用人工神经网络算法,反演北京地区的大气湿度的垂直分布。结果表明,运用风云三号微波湿度计数据,大气湿度垂直分布反演值与已知的探空数据相比,虽有误差,但在可接受范围之内,反演结果可应用于气象,通信等领域,并具有重要应用价值。     

星载微波大气湿度探测仪再定标共性技术分析

探测大气水汽的星载微波大气湿度探测仪是国内外气象卫星上的关键载荷之一。多台星载微波大气湿度探测仪观测数据构成的长时间序列数据集在天气预报、数据同化和全球气候监测与评估中有着非常重要的作用。由于微波辐射没有绝对基准,并且不同卫星平台上的微波大气湿度探测仪的系统响应特性和定标方法不尽相同,因此,再定标是提高多台星载微波大气湿度探测仪的长时间序列观测数据的长期一致性和稳定性的关键技术。我国的四台星载微波大气湿度探测仪自2008年以来已经积累了超过10 a的重要观测数据集,亟待通过再定标技术实现4台载荷在轨历史观测数据长期一致性和稳定性并有效应用。为此,详细总结了国内外星载微波大气湿度探测仪研究现状,并对国内外星载微波大气湿度探测仪再定标共性技术研究现状进行总结分析,然后给出我国星载微波大气湿度探测仪再定标方案的构想,为再定标处理提供关键共性技术参考。     

利用微波辐射计对月壤厚度进行研究

介绍了运用并矢Green函数和起伏逸散定理来计算平面分层媒质的辐射亮温，同时利用最小二乘法对多通道辐射计的模拟测量结果进行处理得到分层媒质厚度的方法。将该方法应用于月壤厚度的反演研究，在假定月壤如平面分层结构模型的情况下，得到了其厚度的反演结果，并对反演误差原因进行分析。     

神舟4 号主载荷-多模态微波遥感器

多模态微波遥感器作为神舟4号主载荷是我国第一次进入太空的微波遥感器, 是一部集高度、散射计和辐射计为一体, 具有综合观测能力的微波遥感器。在神舟4号飞船在轨飞行实验期间,取得了大量的有效科学数据, 在轨实验获得成功。从多模态微波遥感器的研制要求出发, 列出了系统的主要指标, 介绍了多模态微波遥感器的工作原理、系统组成、运行控制模式和系统验证试验, 总结了在轨运行情况和数据处理结果, 给出了实验结论。
     

一种大口径微波/毫米波极化线栅研制的新方法

提出了用于制作极化线栅的模具法,利用解析法和计算机仿真分析法设计了用于微波/毫米波段的极化线栅,并应用该方法制作出多种口面规格、不同外框材料的极化线栅.对该系列极化线栅进行了液氮环境试验、机械性能测试以及电性能测试.实测结果表明:设计并应用模具法制作的极化线栅环境适应性强、具有较高的机械精度和优良的电气性能,能够满足实际应用需求,为毫米波段极化线栅的国产化开辟了新路径.     

基于FPGA的多通道高速数字谱仪的关键算法的设计与实现

为实现微波辐射计大带宽数字化探测的需求,解决现场可编程门阵列（Feild Programmable Gate Array,FPGA）内部处理速度限制输入数据速率的问题,提出了一种基于多相滤波器组和高级快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）结构的高速数字谱仪设计方案,介绍了多相滤波器组和高级FFT理论基础并给出了具体的硬件设计和硬件实现,完成了硬件的功能仿真,将MATLAB仿真和硬件功能仿真的结果进行对比,验证了该设计方案的可行性.在低时间成本和低经济成本条件下,该方案可实现微波辐射计后端的灵活配置和共享多个微波辐射计前端的功能.     

自旋式综合孔径微波辐射计稀疏阵列布局优化设计

该文针对自旋式综合孔径微波辐射计非均匀采样问题,提出新的阵列优化目标函数与阵列优化算法。首先,针对Cornwell提出的基线距离乘积最大目标函数优化稀疏阵列会出现基线中心与边缘区域密集而过渡区域稀疏的问题,该文提出修正的电荷最小能量分布目标函数以及基于最小误差网格剖分的方法。针对标准的粒子群优化(PSO)算法历史最优个体位置更新速度慢,容易陷入局部极小值的缺点,提出具有量子体制的雁群粒子群优化算法。该算法具有速度快、收敛精度高的优点。数值分析结果表明利用该文引入的目标函数优化的基线比距离乘积最大目标均匀,并且基于最小误差网格剖分的方法对应的重构图像更精确。该方法为实际自旋式稀疏阵列的设计与应用提供依据。