阵列式光谱辐射计光学参数测量

研究了阵列式光谱辐射计校准过程中涉及的杂散光和带宽等问题。实验比较了阵列式光谱辐射计在氙灯和卤钨灯照射下进行紫外辐射测量的差异,对差异的来源-杂散光部分进行了测评。采用一组已知透过率的滤光片,通过采集有滤光片和无滤光片条件下卤钨灯的光谱,对阵列式光谱辐射计的杂散光大小进行评价,并评估了杂散光在紫外辐射测量中引起的数值偏差。实验测量了不同的阵列式光谱辐射计采集窄带光源的结果,对阵列式光谱辐射计的带宽在辐射照度计算中的影响进行评估。实验结果表明:卤钨灯照射下部分阵列式光谱辐射计在紫外300nm处的杂散光比例高达30%以上,制约了紫外辐射测量的可靠性;氙灯照射下阵列式光谱辐射计在300nm的杂散光比例可以降至5%左右;阵列式光谱仪的带宽限制了其能够准确测量光源的最小测量半高宽,几种不同带宽的阵列式光谱辐射计在365nm的测量偏差高达4%。得到的结果表明:阵列式光谱辐射计的杂散光、带宽等光学特性对测量结果的准确性影响很大。     

太阳辐射对地球同步卫星扫描成像辐射计性能的影响

本文对FY-4气象卫星扫描成像辐射计的各项设计背景做了介绍,主要从热学、光学、球面天文学方面介绍针对“太阳侵入”问题的研究思想和相关知识。根据儒略日天文计算体系得出初步坐标转换公式,并为今后的研究工作做准备。     

利用360 GHz辐射计高空探测目标研究

亚毫米波会被大气严重吸收,因此在底层大气中进行金属目标的被动探测很困难。提出了一种利用360 GHz亚毫米波辐射计在高空探测目标的方法。介绍了360 GHz辐射计系统的结构。利用MPM模型计算了大气辐射温度和目标的天线温度对比度。在地面温度为0℃、相对湿度为20%的天气条件下对辐射计进行了定标实验,并对地面上方3 m处的0.5 m×1m金属目标进行了探测试验。计算和试验结果表明,天线温度对比度的计算模型是可行的。在地面温度为20℃、相对湿度为20%的天气条件下,处于5 km高度的360 GHz辐射计对1 m×5 m目标的探测高度为0.3 km,而对10 m×20 m大目标的探测高度为2 km。     

毫米波辐射计对金属目标的探测

针对金属目标的探测问题,依据金属的毫米波辐射特性,提出一种基于毫米波辐射计成像的金属目标探测方法。该方法首先利用毫米波辐射计扫描目标并成像,再用区域标记算法标记成像图像,通过分析标记区域的面积排除干扰信息,最后检测出金属目标。实验表明,该方法能够从各种背景中有效检测出金属目标,为下一步目标的识别、跟踪与定位提供了依据。     

绝缘子污秽的微波辐射特性研究

为较好地了解绝缘子上污秽的分布,根据微波辐射特性,提出了基于污秽物在微波波段的辐射特性差异来检测绝缘子绝缘状况的方法,其原理是绝缘子上有污秽物时发射率会随着污秽量和污秽性质变化导致辐射计的输出变化。在实验室中通过测量涂污绝缘子在污、湿环境中的天线温度,可得到等值盐密与天线温度的对应关系,从而可依据测量的天线温度去对应绝缘子的污秽程度。结果表明,绝缘子的污秽程度与天线温度有着较严格的对应关系。这种污秽量、水气与天线温度的确定关系,为准确监测绝缘子的污秽状况提供了理论依据,特别是对于污秽物与水共同作用,导致绝缘强度降低,造成污闪的现象,这种方法更接近实际工况。     

一种高密度辐射计的设计及性能分析

分析了辐照投射角、测量桥的传热特性、结构和材料等因素对一种高密度辐射计测量性能的影响.结果表明:铜制辐射计能完成10kW/m2～15MW/m2范围内的辐照测量,响应时间不超过5s,输出温差与投射辐射的密度值成正比;较长的测量桥适用于辐照密度低、分辨率要求高的场合,较短的测量桥则适用于辐照值较高的场合;用热扩散系数高的材料制造的辐射计,其测量上限值较高,而用热扩散系数低的材料制造的辐射计,则有较高的分辨率和较低的测量下限值.     

通道式辐射计的相对光谱响应率定标

为配合气象卫星的在轨辐射定标,利用自行设计的宽光谱辐射定标系统配合高精度陷阱探测器,采用光谱替代法为试验中所需的可见、近红外辐射计和近红外、短波红外辐射计进行了高精度相对光谱响应率定标.详细叙述和分析了定标过程以及影响测量结果的不确定度源,其最终合成不确定度为3.21×10-3,满足了定标精度要求.     

二维动态测角仪

在三轴稳定静止气象卫星上,成像辐射计要通过二维扫描来完成对地球圆盘的成像.二维扫描有着与一维扫描不同的光学与动力学特性.它的图像定位与配准要求较高,研制难度较大.因此,二维扫描成像技术是我国发展新一代静止气象卫星的关键技术.在二维扫描技术中,扫描精度和稳定性是非常关键的两个指标,直接关系到图像质量.二维动态测角仪是二维扫描技术中解决二维扫描测试问题的基本工具.其作用是动态地测量和跟踪扫描镜的转动角度和步进步距角,从而检测二维扫描辐射计的精度.     

聚光辐射计

美国喷气推进实验室最近提出一种在中心为A557 GHz的频带中工作并以锥形或环形模式扫描的聚光(spotlight)辐射计。这种聚光辐射计是被设想用来获取火星大气中CO及H_2O分子的空间和光谱分辨数据的。其基本设计思想也适用于地球,而且它可以在不同的亚毫米波波段中工作。