辐射计

摘要： 目前,太赫兹无源遥感技术已广泛应用于星载载荷的对地观测和空间探测,在气象、环境、天文领域都发挥了独特作用,探测使用的主要设备是辐射计。本文整理和汇总了国外太赫兹无源遥感技术的应用和发展情况,列举了国际上的无源遥感载荷及其技术指标。随后,对我国的太赫兹无源遥感技术的发展现状进行了分析,提出了我国技术上存在的短板和问题,提出了我国太赫兹无源遥感技术的未来发展方向。

摘要： 针对毫米波辐射计接收前端探测灵敏度低、结构复杂、集成度低的问题,设计了一款用于W波段辐射计的射频前端组件。该组件工作于77~79 GHz频段,采用超外差一次变频接收体制,基于毫米波裸芯片及微带电路技术进行研制,组件集成了低噪声放大、本振源、下变频及中频放大等功能电路。在射频信号输入端,使用厚度为0.127 mm的石英基片设计了低损耗波导耦合探针,以实现较低的噪声系数。在本振链路中,由压控振荡器产生本振基波信号,设计了中等Q值的陶瓷谐振器以提高本振频率稳定度。同时分别设计了Ka波段和E波段的陶瓷带通滤波器,以提高本振信号谐波和杂散抑制性能。组件采用混合集成单模块封装技术,在保证性能的前提下实现结构的紧凑性。测试结果表明,在77~79 GHz频率范围内,接收链路的增益为(41±2)dB,在1~3 GHz的中频带宽内噪声系数低于8.6 dB,在1.5 GHz附近噪声系数约为5.8 dB,杂散抑制大于40 dB,实现了预期设计指标。

摘要： 本研究利用国际在轨SSMIS、WindSat、AMSR-E、ASMR2和国产HY-2A微波辐射计多源遥感大气柱水汽含量观测数据,基于最优插值算法,生成了2003-2015年的全球海洋每日0.25°高分辨率的大气柱水汽含量多源遥感融合产品,以及2012—2015年未使用HY-2A微波辐射计数据的全球海洋每日0.25°遥感融合产品。利用无线电探空仪水汽含量观测数据,对生成的全球海洋大气柱水汽含量融合产品进行精度检验。结果表明,总体上,13年间均方根误差和标准差小于3 mm,平均偏差小于0.6 mm,平均绝对偏差小于2 mm,相关系数优于0.98;使用HY-2A微波辐射计数据产品会使融合结果的精度出现微小的降低;AMSR2和HY-2A微波辐射计数据的联合使用对于替代AMSR-E数据具有积极意义。

摘要： 针对太赫兹探测仪工作频段数多,工作频段互有重叠,且对空间包络限制要求严格,提出一种准光学馈电网络系统优化方法,该方法可以在有限的空间包络内实现太赫兹探测多频段、多极化探测要求。基于GRASP软件设计了一套118~664 GHz九频段双极化准光学馈电网。采用平面折返镜实现了双层设计,有效地控制了系统结构包络,通过极化栅网和频率选择表面进行通道分离,解决工作频段重叠问题。对通道指标进行仿真分析,并采用平面近场方法进行了准光馈电网络118和183 GHz通道辐射性能测试,仿真和测试结果满足太赫兹探测仪多频段、多极化探测的指标要求。

摘要： 地球大气与气候变化密切相关,且影响着人类健康和生态环境,大气监测具有重要意义。大气气溶胶散射辐射的偏振敏感性为光学偏振遥感技术应用于大气探测提供了新思路。结合我国航空遥感系统技术发展和环境大气遥感监测需求,提出了一种航空大气多角度偏振探测方法,突破集束式偏振光学系统设计和偏振定标等关键技术,研制了大气多角度偏振辐射计。首先,介绍辐射计偏振探测原理,讨论光学系统方案设计,分析辐射计多角度探测和定标精度对气溶胶柱浓度反演后验误差的影响;其次,利用标准偏振光发生器和绝对辐射定标系统,对辐射计偏振测量精度进行验证,并得到绝对辐射定标不确定度;再次,针对辐射计航空遥感模式,研发专门的多角度多光谱偏振探测数据处理系统;最后,开展外场实验分析,通过航空与地面同步观测实验,验证了辐射计各项指标。研究结果表明:辐射计的绝对辐射定标不确定度优于4%,偏振测量精度优于0.5%,同步比对站点的大气气溶胶光学厚度反演精度优于0.05。该辐射计获取的偏振数据可反演得到大气气溶胶光学厚度等参数,满足区域环境大气监测应用需求。

摘要： 被动微波遥感土壤水分空间分辨率低,无法满足干旱监测、洪水预测以及灌溉管理等区域水利和农业等行业应用需求.中国在民用空间基础设施中规划论证的"陆地水资源卫星"搭载了雷达和辐射计主被动一体化微波载荷,通过主被动联合降尺度可以获取高分辨率(～5 km)的土壤水分,但其采用了一维合成孔径技术,主被动微波传感器观测的地面入射角是变化的,这给土壤水分反演及降尺度带来诸多挑战.本文从主被动微波遥感的物理机理和谱分析两种角度出发,利用闪电河流域的航空飞行试验数据,分析研究了基于主被动微波观测时间序列回归分析和基于谱分析的降尺度算法在辐射计和雷达入射角不同时的适用性.结果表明,在辐射计入射角度22.5°-27.5°时,基于主被动微波观测时间序列回归分析方法在27.5°时降尺度的结果最好,V极化和H极化的RMSE分别为7.57 K和7.46 K.基于谱分析方法在辐射计入射角度为22.5°和25°时得到的降尺度结果较好,V极化和H极化的最小RMSE分别为7.13 K和6.61 K,比基于主被动微波观测时间序列回归分析方法分别降低了0.44 K和0.85 K.基于主被动时间序列观测回归分析的降尺度方法,依赖于主被动微波观测的时间序列观测,当时序观测较短时,可能会因为回归分析的不稳定对降尺度结果造成较大的影响,而基于谱分析的降尺度方法则不需要依赖于长时间的时序观测.

摘要： 海洋环境要素探测多包含海面温度、海水盐度、海冰厚度以及有效波高等多个方面,海洋环境要素探测多采用微波辐射计实现.高分辨率和高灵敏度的辐射计一般信号带宽宽、通道多,多采用混合体制,分布式分级实施策略进行采集、相关和反演处理.针对项目需求,重点介绍了海洋环境要素探测仪处理器的多通道采集处理单元的设计和实现,并结合微波辐射计系统对采集处理单元进行测试验证,最后给出了测试结果.结果表明,所设计的多通道采集处理单元可对400 MHz的宽带信号进行正确采集处理,辅助数字相关器实现干涉处理,完成反演成像参数的提取.

摘要： 作者测量了常见军用涂层在Ka波段的发射率,测量对象包括:雷达隐身涂层、雷达与高发射率红外兼容隐身涂层、雷达与低发射率红外兼容隐身涂层、高发射率红外涂层以及航空防腐涂层.测量试验采用了基于电压法的改进测量方案,该测量方法可以消除材料样品不能完全覆盖天线波束以及参考体与材料样品厚度差异导致的有效辐射面积差异引起的误差.此外,文章分析并讨论了主要的测量不确定度源.

摘要： 3D打印的应用涉及到很多领域,对于立方星的天线制造是1个很有效的技术。然而,在采用3D打印制造天线时,必须考虑其特征。文章给出了极轨立方星辐射计有效载荷的馈源喇叭增益和远肠方向图结果。波纹馈源喇叭是用AlSi10Mg合金,采用粉末颗粒熔融(PBF)技术制造的。用位于科罗拉多州的美国国家标准技术协会(NIST)的可重构机器人毫米波天线(CROMMA)设备,在118.7503 GHz频率进行了测量,并对测量值和理论值进行比对,给出了馈源喇叭的性能评估结果。

摘要： 空间微波遥感经历了近50年的快速发展,取得了巨大的技术进步,已广泛应用于国民经济建设及国家安全保障等领域.文章介绍了空间微波遥感技术的学科内涵,以合成孔径雷达、高度计、辐射计、散射计为代表,总结了国内外空间微波遥感技术的发展现状,分析了不同行业用户应用需求以及空间微波遥感技术的发展趋势,并给出空间微波遥感技术的发展建议.

摘要： 南大洋面积约3600000平方公里,那里生物资源丰富.在全球变暖的影响下,近年来南大洋的海表温度升温幅度较其它区域大,变暖的南大洋水体将促使南极冰川的融化,由此又导致全球变暖加剧.本文介绍了2种方法建立AMSR-E辐射计亮温反演南大洋的日平均海表温度的模型，可以获得较高精度的反演结果，这有助于及时获得该海域的海表温度信息和了解其变化动态。

摘要： 本文通过建立高空天线温度对比度计算模型来分析360GHz辐射计探测目标的可行性.文章首先介绍了360GHz辐射计,其次计算了天线温度对比度,最后对地面上方3m处0.5m×1m的金属目标进行了模拟探测试验.计算和试验表明,处于5km高度处的360GHz辐射计对1m×5m目标的探测高度为0.3km,而对10m×20m大目标的探测高度为2km.

摘要： 论述了Ka波段全功率毫米波辐射计系统,重点对辐射计中的卡塞格伦接收天线、波导/微带的过渡和毫米波检波电路三个模块进行了分析和设计,最后在ADS和HFSS中进行了仿真优化，优化结果满足设计要求.

摘要： 本文从热定标源的总体结构出发，对热定标源各部分的功能给出了说明，然后对于控温电路的设计进行了阐述。高发射率，高温度测量精度的辐射体，对于提高辐射计的数值准确性具有重要意义。在目前热定标源研究的基础上，提高发射率测量的频率，辐射体温度控制稳定性和测量精度是未来热定标源发展的趋势。

摘要： 基于2003年至2010年期间AMSR-E的海冰密集度数据,对北极海冰时空变化进行分析.北极整个区域海冰范围和海冰面积每年3月份达到最大值,9月份最小;8年中,2007年9月份北极区域海冰面积和海冰范围最小,分别为3.45×106km2和4.09×106km2.5个海区中,北极区域、洋中区和北大西洋区海冰范围和面积都是逐年递减趋势,北太平洋区和白令海区存在递增趋势.根据2003-2010年近8年来与1979-2006年整个北极区域海冰范围和面积的变化趋势分析,可以得出,这8年间海冰覆盖在减小,而且海冰总体的密集度也在减小.随着全球温度的升高,这种减小的趋势可能会保持下去,从而使北极航道通航成为可能.

摘要： 本文介绍了利用辐射亮温方法测量毫米波喇叭天线效率的不确定度分析.该方法使用宽口径辐射计定标源、波导冷噪声源、波导热噪声源、辐射计等设备,基于辐射计分体定标和整体定标时接收到的亮温度差值、天线物理温度及其他天线参数,得到天线效率量值.结果可以溯源到国家基准或国防最高标准.

摘要： 本文报道了实验室在大气探测应用的太赫兹辐射计以及高速大容量太赫兹无线通信系统方面的最新研究进展.在太赫兹辐射计方面,研究成果覆盖了118GHz、183GHz、380GHz等重要大气探测频段.高速大容量太赫兹无线通信方面,构建了基于光电子器件的110GHz无线通信系统,并获得了11Gbps的传输速率;基于全固态电子器件的220GHz无线通信系统已完成了关键模块的研制.近期还开展基于GaAs衬底的太赫兹单片集成电路的优化设计,并最终实现集成太赫兹前端收发组件.

摘要： 在毫米波被动探测成熟技术基础上,提出了一种360GHz亚毫米波被动探测系统设计方案并进行了试验验证.计算了几种天气条件下的天空亮温,介绍了被动系统设计方案,利用原理样机对地面常温、高温金属和非金属目标进行了模拟探测试验.试验表明:在温度较低的条件下,可以探测到地面金属目标,随着温度的升高,很难再探测到目标;可以可靠地探测到高温高发射率目标,而不受大气温度的限制.

摘要： 在毫米波被动探测成熟技术基础上,提出了一种360GHz亚毫米波被动探测系统设计方案并进行了试验验证.计算了几种天气条件下的天空亮温,介绍了被动系统设计方案,利用原理样机对地面常温、高温金属和非金属目标进行了模拟探测试验.试验表明:在温度较低的条件下,可以探测到地面金属目标,随着温度的升高,很难再探测到目标;可以可靠地探测到高温高发射率目标,而不受大气温度的限制.

摘要： 在毫米波被动探测成熟技术基础上,提出了一种360GHz亚毫米波被动探测系统设计方案并进行了试验验证.计算了几种天气条件下的天空亮温,介绍了被动系统设计方案,利用原理样机对地面常温、高温金属和非金属目标进行了模拟探测试验.试验表明:在温度较低的条件下,可以探测到地面金属目标,随着温度的升高,很难再探测到目标;可以可靠地探测到高温高发射率目标,而不受大气温度的限制.

摘要： 绝对辐射计及绝对辐射计背景空间辐射传热的测量方法，涉及光辐射测量领域，解决了现有绝对辐射计测量太阳总辐照度过程中辐射传热修正缺失，与国际辐射基准溯源性较差的问题，包括视场光阑、主光阑和辐射计内部热结构；辐射计内部热结构包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔为带帽檐的正圆锥腔结构，热电堆的上顶面连接吸收腔帽檐，下底面与热沉连接；压片通过聚酰亚胺垫片与吸收腔帽檐固定，本方法利用有限元单元法将辐射计微元化，并在外表面覆盖上一层对应的辐射单元，用该辐射单元求解背景空间与吸收腔之间复杂的辐射传热关系，弥补绝对辐射计修正体系的缺失。

摘要： 本发明涉及辐射计自动调焦的技术领域，尤其涉及一种昼夜恒星辐射计自动调焦方法及辐射计系统，方法包括以下步骤：S1、控制模块获取对应的望远镜的焦距f与温度T的关系式；S2、控制模块接收温度传感器检测到的温度T，控制模块根据步骤S1获得的关系式控制调焦机构上的相机直接移动到当前温度对应的焦距位置。该发明的优点在于：本发明通过获取的对应望远镜的焦距f与温度T的关系式，然后直接将相机自动调整到准确位置，能够实现设备在不同环境温度下始终在焦平面对恒星成像，避免了人工干预、降低了劳动强度、提高了设备的自动化运行水平。

摘要： 本发明涉及基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨增强方法和宽波段红外光谱辐射计，方法包括对入射红外信号进行光谱采样，得到渐变滤光片的各个波长通道，对各个波长通道中的任意两个相邻波长通道的重叠区域进行二次采样，根据所述二次采样得到的谱峰位置，构建中间波长通道，实现宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强。本发明提出的光谱分辨率增强方法，无需对硬件进行更新，仅需增加有限次光谱采样，然后通过适当数据处理，即可实现基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强，具有简单、高效的特点。

摘要： 用于太阳辐照度定标的绝对辐射计及辐射计内部热结构，涉及遥感器在轨光辐射测量领域，解决现有用于绝对辐射计上的热结构为带圆柱侧面的正圆锥腔的腔型结构，由于加工工艺受限，导致吸收腔和热电堆的接触达不到绝对辐射计的精度要求的问题，包括辐射计内部热结构，包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔采取带帽檐的正圆锥腔结构，内壁涂有镜面反射层，中心角为30°。热电堆上顶面连接吸收腔帽檐，下底面连接热沉，运用热电效应采集热沉与吸收腔之间的温度差异。因各组件的连接处通过环氧树脂胶相连，显著的降低了绝对辐射计的光辐射测量实验的时间常数，提高了太阳辐照度在轨测量数据的可利用性。

摘要： 绝对辐射计及绝对辐射计背景空间辐射传热的测量方法，涉及光辐射测量领域，解决了现有绝对辐射计测量太阳总辐照度过程中辐射传热修正缺失，与国际辐射基准溯源性较差的问题，包括视场光阑、主光阑和辐射计内部热结构；辐射计内部热结构包括压片、聚酰亚胺垫片、热电堆、热沉和吸收腔；吸收腔为带帽檐的正圆锥腔结构，热电堆的上顶面连接吸收腔帽檐，下底面与热沉连接；压片通过聚酰亚胺垫片与吸收腔帽檐固定，本方法利用有限元单元法将辐射计微元化，并在外表面覆盖上一层对应的辐射单元，用该辐射单元求解背景空间与吸收腔之间复杂的辐射传热关系，弥补绝对辐射计修正体系的缺失。

摘要： 本发明涉及辐射计自动调焦的技术领域，尤其涉及一种昼夜恒星辐射计自动调焦方法及辐射计系统，方法包括以下步骤：S1、控制模块获取对应的望远镜的焦距f与温度T的关系式；S2、控制模块接收温度传感器检测到的温度T，控制模块根据步骤S1获得的关系式控制调焦机构上的相机直接移动到当前温度对应的焦距位置。该发明的优点在于：本发明通过获取的对应望远镜的焦距f与温度T的关系式，然后直接将相机自动调整到准确位置，能够实现设备在不同环境温度下始终在焦平面对恒星成像，避免了人工干预、降低了劳动强度、提高了设备的自动化运行水平。

摘要： 本实用新型涉及一种光伏辐射计安装结构及光伏辐射计监测系统，所述安装结构包括水平安装板，其绕垂直轴线可转动地装配在所述支架上，所述水平安装板上具有用于供所述投影杆光照投影的方位角指示区，该方位角指示区具有以所述投影杆和水平安装板连接处为圆心的圆周刻度，用于标记所述投影杆光照投影位置，以在操作人员转动所述水平安装板调整所述投影杆光照投影位置时实现对所述光伏辐射计方位角的角度调整。采用本实用新型的监测系统，将光伏辐射计固定安装于水平安装板上，可以在不另配角度定位辅助装备的情况下实现定位光伏辐射计安装方位角，有助于光伏辐射计得到所要监测的光伏阵列精确的光辐照度数据。

摘要： 本实用新型属于气象探测技术领域，公开了一种用于微波辐射计的黑体定标源和微波辐射计，黑体定标源包括保温壳体、吸波材料及扰流风扇。保温壳体内设有壳腔，吸波材料安装在壳腔内且包括底板部和覆盖底板部的顶面设置的多个吸波材料单元，扰流风扇设置在壳腔内，且用于在多个吸波材料单元之间形成利于各个吸波材料单元温度均匀的流通气流。其中，扰流风扇加快了各个吸波材料单元之间的气流流动，以使吸波材料单元之间的热量分布更均匀，减少各个吸波材料单元之间的温度差值，让各个吸波材料单元温度分布均匀，进一步的，在保温壳体的作用下使得各个吸波材料单元温度稳定，可降低微波辐射计黑体标定时产生的温度误差，提高探测精度。

摘要： 本实用新型公开了一种用于微波辐射计的防雨雾干燥装置和微波辐射计组件，防雨雾干燥装置包括吊装支架、送风单元和加热单元，吊装支架用于可拆卸地安装至微波辐射计的侧向并包括朝向微波辐射计的侧向送风出口，送风单元内置于吊装支架中，加热单元用于可调节地加热送风单元的送风流体，微波辐射计组件包括微波辐射计和上述的用于微波辐射计的防雨雾干燥装置，本实用新型的用于微波辐射计的防雨雾干燥装置和微波辐射计组件可以加速微波辐射计表面的清洁与干燥。

摘要： 本实用新型公开了一种地基微波辐射计系统的接收机及地基微波辐射计系统，所述接收机包括：馈源喇叭；低噪声放大器；制冷吸收负载；将所述馈源喇叭的亮温信号传导至所述低噪声放大器，或将所述制冷吸收负载的亮温信号传导至所述低噪声放大器的微波选择开关。本实用新型通过高温黑体和制冷吸收负载作为两点定标源进行定标，取代传统的外部常温定标源和接收机内部开关噪声源的两点定标，无需高精度温控和定期外部标定，也能获得高精度的定标。