[實用新型]一維綜合孔徑微波輻射計

無效

• 申請號: 200720169818.1
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN201138358Y
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 吳季;閻敬業;馬紐埃爾·馬丁·尼拉
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R29/10;G01S13/90
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王勇

技術領域

本實用新型屬于微波遙感技術領域，具體地說，本實用新型涉及用于極化測量的微波輻射計。

背景技術

自20世紀80年代后期，以ESTAR的試飛成功為標志，一直用于射電天文領域的被動微波孔徑綜合技術成功應用于對地觀測領域。特別是對于較低頻率的對地微波遙感系統來說，實孔徑微波輻射計對天線的設計、加工、運載和在軌掃描都提出苛刻的要求。與之相反，綜合孔徑微波輻射計采用稀疏陣列和相關處理，同時獲得視場內所有像素的輻射亮溫，不需要天線的機械掃描。由于采用一定數目的小天線單元代替了大的天線單元，而小天線單元陣列在發射過程中可以折疊，從而也避免了大天線研制和運載的技術難題。

ESTAR是一種一維綜合孔徑微波輻射計，采用波導縫隙天線作為單元天線，交軌方向為寬波束，通過孔徑綜合技術提高空間分辨率；順軌方向為窄波束，通過平臺本身的運動實現推掃成像。但是ESTAR是一種單一極化微波輻射計，這是由于波導縫隙天線本身的局限性所造成(可參考C.S.Ruf，C.T.Swift，A.B.Tanner，and?D.M.Le?Vine，“Interferometric?syntheticaperture?microwave?radiometry?for?the?remote?sensing?of?the?Earth，”IEEE?Trans.Geosci.Remote?Sensing，vol.26，pp.597?611，Sept.1988.和D.M.LeVine，C.T.Swift，and?M.Haken，“Development?of?thesynthetic?aperture?microwave?radiometer，ESTAR，”IEEE?Trans.Geosci.Remote?Sensing，vol.39，pp.199202，Jan.2001.)。

自1994年起，歐洲空間局開始進行二維綜合孔徑的研究。采用孔徑綜合技術的成像微波輻射計(MIRAS)作為土壤濕度與海洋鹽度使命的唯一載荷，成為歐空局地球探測計劃中第二個被批準的項目。MIRAS采用了Y形陣列布局來保證以最少的天線單元獲得最大的空間分辨率。在MIRAS中革命性地引入了極化測量模式，從而具備了更強大的能力，對海洋和陸地的微波輻射特征進行研究。MIRAS中由于采用了圓形微帶天線，因此極化信息的分離并不是很大的困難。但是由于二維綜合孔徑微波輻射計單元數眾多，給系統的設計，調試，定標和圖像的反演都帶來極大的困難(可參考M.Martin-Neira?andJ.M.Goutoule，“MIRAS-A?two-dimensional?aperture-synthesisradiometer?for?soil?moisture?and?ocean?salinity?observations”，ESABulletin，No.92，pp.95-104，Nov.1997.)。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，將極化單元天線和波束賦形技術與傳統一維綜合孔徑輻射計相結合，采用定標波束及工作波束的雙波束設計，從而提供一種具有電掃描極化測量能力、圖像反演模型簡單且系統復雜度低的一維綜合孔徑微波輻射計。

為實現上述發明目的，本實用新型提供的一維綜合孔徑微波輻射計包括依次連接的天線陣列、接收機陣列、相關器單元、控制和數據處理單元，所述控制和數據處理單元與計算機或數據接口連接；其特征在于，所述天線陣列是一維天線陣列，該天線陣列由平行排列的雙極化天線單元組成。雙極化天線的兩個極化方向分別對應E_V和E_H輸出，其中E_V是垂直極化輸出，E_H是水平極化輸出。

上述技術方案中，所述一維極化天線單元的天線面與地球球心共面；所述一維極化天線單元的工作波束呈圓錐面，該圓錐面的軸線經過地球球心。

上述技術方案中，所述一維極化天線具有接收宇宙背景輻射的定標波束，所述定標波束為扇形波束或圓錐面波束。

上述技術方案中，所述一維綜合孔徑微波輻射計可以工作于單一極化模式，雙極化模式或全極化模式。

上述技術方案中，所述接收機為雙通道接收機。當每個單元天線都采用雙通道接收機時，本實用新型的微波輻射計為全極化輸出，能夠同時測量4個Stokes參數。

上述技術方案中，所述接收機為單通道接收機，并通過極化切換序列，實現單極化、雙極化或全極化測量。

上述技術方案中，天線單元采用波導縫隙天線或者微帶天線。

本實用新型具有如下技術效果：