全极化微波辐射计系统中高速数字相关器设计

海面风场直接影响大气与大洋环流相互作用,是研究海流运动规律的必要条件.全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器.数字相关器是全极化辐射计的核心部件.文中详细介绍了一种新型数字相关器的设计和实现.两片高速A/D转换器采样四路信号并通过XILINX公司新一代的FPGA-Vertex5作相关运算.同时本...     

全极化微波辐射计10．7GHz极化通道法拉第旋转校正分析

全极化微波辐射计海面风场反演使用的10.7GHz电磁波在穿过电离层时其极化平面会发生法拉第旋转.根据目前微波辐射计法拉第旋转校正使用的3种方法,分析了其应用于10.7GHz极化通道校正的可行性.对基于电离层和地磁场数据沿观测路径积分计算法拉第旋转角的校正方法进行详细研究,建立了观测路径单位矢量与地磁场矢量的夹角随高度变化的几何关系,给出了积分计算的具体流程.最后根据计算结果对法拉第旋转角的变化规律进行了分析,为星载全极化辐射计的升降交点选择提供参考.     

全极化微波辐射计数字化引入误差分析

全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器.数字相关器是全极化辐射计的核心部件.数字相关器的应用相对于模拟相关辐射计具有可配置、集成度高和易于控制的特点.同时,数字化技术会给辐射计带来量化误差和相位抖动误差.具体的误差分析验证了全极化微波辐射计中数字化的可行性.文中详细分析了定量误差,并根据实际工程应用说明了多比特数字化带来的误差可以在系统整体误差中忽略.     

数字全极化微波辐射计系统设计与定标分析

海洋风场是海洋与大气作用的重要参数之一。全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器。数字全极化微波辐射计采用多路数字相关技术,对水平和垂直极化信号进行相关处理,产生反演海面风场模型所需海面亮温Stokes矢量。详细介绍了数字全极化微波辐射计的系统设计方法,包括射频前端、中频段和数字相关器的设计。同时给出了系统内定标以及外定标方法。对数字全极化微波辐射计做了细致的理论分析和硬件实现设计。     

数字增益自动补偿微波辐射计的计算机仿真

数字增益和补偿微波辐射计是一种新型的微波辐射计,它能很好地实现增益补偿,有效地提高微波辐射计性能,更适合星载使用,本文对以全功率微波辐射计为基础的数字增益自动２微波辐射计进行仿真,分析了全功率微波辐射计的特点,并在此荐 ,提出了在频程跨度很大时实现系统频域仿真的有效方法,仿真结果不仅证明功率微波辐射计的特点,在此基础上,提出了在频程跨度很大时实现系统频域仿真的有效方法,仿真的结果不仅证明所采用的方     

全极化辐射计的2GHz带宽数字相关系统设计

全极化微波辐射计是进行海面风场测量的新型被动式遥感器。数字极化辐射计通过数字相关器对两个极化通道做相关处理,完成四个Stokes矢量参数的测量,反演海面风场。文中提出辐射计核心器件宽带数字相关器的设计方法。双极化通道通过IQ变换转化为两对正交信号,四片国内自主研制的A/D转换器以2.2Ghz采样率采样四路信号,采样结果通过多路复用DEMUX芯片复用后,传输到新一代现场可编程门阵列(FPGA)-Virtex5芯片中作进一步多路复用和相关运算。文中详细介绍了系统结构,数据处理流程和测试结果。     

被动微波遥感技术的新发展——综合孔径微波辐射计和全极化参量微波辐射计

介绍了被动微波遥感的两个新的技术-综合孔径微波辐射计和全极化参量微波辐射计.综合孔径微波辐射计采用干涉测量技术,用小天线的干涉基线组合合成大孔径天线的思想,提高被动微波遥感的空间分辨率,并实现视场范围的数字成像;全极化参量微波辐射计是一种新的微波遥感参数的探测技术,它测量目标微波辐射的全部4个Stokes极化参量,对于表面粗糙度各向异性特性的探测和目标的分类与识别具有很好的前景.     

机载全极化微波辐射计系统设计及海面亮温的提取方法

机载全极化微波辐射计（Airborne full Polarization Microwave Radiometer,APMR）是国家重大科技基础设施航空遥感系统的主要载荷之一,用于获取来自地球表面和大气的微波辐射电场的极化信息,从而反演地球表面和大气的物理参数. APMR是一个5频点的被动微波遥感器,中心频点分别为10.7 GHz,18.7 GHz,23.8 GHz,37.0 GHz和90 GHz.其中,23.8 GHz和90 GHz采用水平和垂直极化接收方式;10.7 GHz,18.7 GHz和37.0 GHz采用全极化接收方式,同时接收观测场景辐射的4个Stokes参数亮温.该文在介绍我国第一台机载全极化微波辐射计APMR系统主要技术特点和基本性能指标的基础上,提出了由辐射计输出参数进行全极化定标、再进行海面亮温提取的二级数据处理方法,从而得到海面亮温的4个Stokes参数信息,其可用于海面风向、风速等参数的反演. APMR于2020年6月在东营进行了海上的搭载飞行试验,从实验结果中提取到的海面亮温与预期情况一致,这使仪器的工作性能以及海面亮温的提取方法得到验证,为未来机载平台获...     

双频微波辐射计的温度控制电路

双频微波辐射计这种被动式遥感仪器可同时独立地测量大气对流层中的水汽和液态水含量,它主要包括天线及控制系统、接收机、数据预处理和主计算机四个部分。整个辐射计的接收机组件和有关电路都置于恒温机箱中并配以高精度温控电路,使参考负载的温度保持不变。这套恒温装置可以保证在环境温度从-20℃到+50℃范围内变化时,箱内的温度保持     

星载合成孔径微波辐射计的反演公式

本文利用相关理论对星载合成孔径微波辐射计（简称SAMR）进行了详细的分析和探讨，给出它对地物辐射响应的一般表达式。当地物辐射源为非相关时，得到窄带SAMR对地物亮温度分布的反演公式。当地物辐射源为相关时，论述了辐射计的输出不含地物亮温度分布有用信息。     

综合孔径微波辐射计二阶量化数字相关器研究

微波辐射计作为一种无源遥感器,在遥感技术领域有着巨大的应用前景.传统的微波辐射计的空间分辨率受到天线孔径的限制.综合孔径微波辐射计利用了干涉测量原理和复相关技术,是一种可以有效地提高空间分辨率的新型辐射计.本文针对综合孔径微波辐射计的数字相关器进行了深入研究,分析论证了二阶量化数字相关器的工作机理,并对采用该种相关器的系统的信噪比进行了分析.初步的试验验证结果证明了该方案的有效性.     

一种基于极化线栅的微波辐射计变温定标源研究

根据极化线栅的准光学的极化分离原理,设计了由极化线栅、人造黑体和冷空构成的新型线栅定标源.定标源通过极化线栅的旋转混合人造黑体和冷空的辐射能量,从而输出亮温变化可控的微波辐射,为微波辐射计外定标提供人造变温源,解决了低频段大口径天线辐射计的外定标难题.通过定标实验验证,极化线栅在L波段的透过率优于99.3%,反射率达到98.4%,线栅定标源的亮温呈正弦规律变化,变化范围为8~248K,实验结果与设计目标相吻合.     

带外噪声对DSDR辐射计灵敏度的影响

给出了考虑带外噪声的直接射频采样数字微波辐射计灵敏度公式;分析并仿真了在不同存储深度条件下带外噪声对系统灵敏度的影响,仿真结果表明在带外抑制度比较好的时候,对于存储深度一定的系统,采样频率的降低会使直接射频采样数字微波辐射计的灵敏度变好;但是对于存储深度不受限的系统,采样频率的降低会使直接射频采样数字微波辐射计的灵敏度变差.最后模拟存储深度受限系统进行了实验验证.     

高灵敏度、高稳定度微波辐射计技术研究与实验验证

使用星载综合孔径辐射计进行海洋盐度探测是微波遥感领域的一个研究热点。为了达到海洋盐度探测所需准确度指标,综合孔径辐射计的辐射计单元需要同时具有非常高的灵敏度及定标稳定度。该文研究了一种兼顾高灵敏度和高稳定度的辐射计技术,通过实时定标的方法保证稳定度指标,通过定标数据平均的方法提高灵敏度指标。首次通过频域分析得到最优定标数据平均时间。完成了长时间稳定度实验,实验结果表明：该辐射计稳定度在3天(3 d)内优于0.12 K,灵敏度优于0.1 K,达到了海洋盐度探测综合孔径辐射计对辐射计单元的需求。     

综合孔径微波辐射计成像观测能力

对综合孔径微波辐射计成像观测原理进行了阐述,分析了综合孔径微波辐射计的灵敏度、积分时间、天线波束宽度、目标亮温、背景噪声温度、系统工作频率和目标等效截面等因素与系统作用距离的关系,对系统的目标观测能力进行仿真验证,探讨了阵列通道不一致等误差的补偿方法。研究成果将有助于综合孔径微波辐射计的实用化推进。