[發明專利]一種微波高光譜輻射計

無效

• 申請號: 201210298935.3
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102829874A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 苗俊剛;謝衍;鄭成;趙海博
• 申請（專利權）人: 北京琨奇電子系統有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 許偉群;陳蕾

1.一種微波高光譜輻射計，其特征在于，包括：

微波反射鏡裝置，受控于轉動平臺控制裝置，用于掃描并反射大氣輻射信號給接收天線裝置；

接收天線裝置，用于接收所述大氣輻射信號，并將所述大氣輻射信號輸出至微波高光譜接收機裝置；

轉動平臺裝置，用于控制所述微波反射鏡裝置的旋轉角度，以便于所述微波反射鏡裝置與所述接收天線裝置的中心一致；以及改變接收天線裝置的工作波束指向，實現對不同仰角大氣輻射譜線的測量，并將測量的角度信息傳輸至所述微波高光譜數字處理與控制裝置；

微波高光譜晴空定標裝置，用于通過所述微波反射鏡裝置指向的特定天空仰角控制定標波束，測量晴空背景下所有定標波速的大氣輻射溫度，并計算所述大氣輻射溫度的大氣平均輻射溫度；所述大氣平均輻射溫度為不同地區、不同月份、不同頻率以及不同仰角的大氣平均輻射溫度；根據設定天頂方向晴空背景的大氣不透明度和所述大氣平均輻射溫度計算天頂方向晴空背景的大氣亮溫；測量黑體定標源的輻射溫度；根據所述大氣亮溫和輻射溫度進行兩點定標，計算微波高光譜輻射計的所有通道的系統增益；根據所述系統增益計算所有定標波速照射方向的大氣不透明度；對所述大氣不透明度進行迭代計算，獲得滿足晴空定標模型新的定標數據；

微波高光譜接收機裝置，用于接收所述接收天線裝置輸入的高頻信號，對所述高頻信號進行頻段劃分，并將頻段劃分的所述高頻信號下變頻為第一中頻信號，放大所述第一中頻信號，以及將放大后的所述第一中頻信號等功率劃分為多路中頻信號，并對所述多路中頻信號中的每路中頻信號進行頻段劃分后進行平方率檢波，得到帶有天空亮溫信息的電壓信號，放大并輸出所述電壓信號至微波高光譜數字處理與控制裝置；

恒溫裝置，用于使所述微波高光譜接收機裝置工作于恒定溫度；

微波高光譜數字處理與控制裝置，用于接收所述微波高光譜接收機裝置輸出的帶有天空亮溫信息的電壓信號，以及采集大氣廓線反演所需的實時地表氣象數據，所述地表氣象數據包括：微波高光譜晴空定標裝置中黑體定標源的輻射溫度和大氣的絕對壓強；并將所述電壓信號以及地表氣象數據反演為氣象參數曲線。

2.根據權利要求1所述的微波高光譜輻射計，其特征在于，所述轉動平臺控制裝置包括：

伺服電機，用于控制微波反射鏡裝置的旋轉；

俯仰角定位儀，用于實時測量所述微波反射鏡裝置的旋轉角度，并將測量的角度信息傳輸至所述微波高光譜數字處理與系統控制裝置。

3.根據權利要求1所述的微波高光譜輻射計，其特征在于，所述微波高光譜晴空測量裝置包括：黑體定標源單元、定標波束控制單元和微波高光譜晴空定標單元，其中，

所述黑體定標源單元，用于作為微波高光譜輻射計兩點定標中的熱定標源，提供大氣的輻射溫度，所述輻射溫度取決于自身的物理溫度，所述物理溫度通過微波高光譜輻射計數字處理與控制裝置中的溫度傳感器采集得到；并將所述物理溫度發送所述微波高光譜晴空定標裝置；

所述定標波束控制單元，用于作為微波輻射計兩點定標中的冷定標源；通過微波高光譜輻射計的微波反射鏡指向的九個特定天空仰角控制定標波束，并測量晴空背景下所有定標波速的大氣輻射溫度，并計算所述大氣輻射溫度的大氣平均輻射溫度；將所述大氣平均輻射溫度發送給所述微波高光譜晴空定標裝置；其中，所述大氣平均輻射溫度為不同地區、不同月份、不同頻率以及不同仰角的大氣平均輻射溫度；

所述微波高光譜晴空定標單元，用于設定天頂方向晴空背景的大氣不透明度；根據所述大氣不透明度和所述定標波束控制單元發送的大氣平均輻射溫度計算天頂方向晴空背景的大氣亮溫；獲取黑體定標源的輻射溫度；根據所述大氣亮溫和輻射溫度進行兩點定標，計算微波高光譜輻射計的所有通道的系統增益；根據所述系統增益計算所有定標波速照射方向的大氣不透明度；對所述大氣不透明度進行迭代計算，獲得滿足晴空定標模型新的定標數據。