[發明專利]一種室內測定地表后向散射系數的裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201510728400.9
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105372655A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 李朝奎;李羲;邢建華;方文
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 劉雨田

技術領域

本發明涉及微波遙感技術領域，尤其是一種室內測定地表后向散射系數的裝置及其使用方法。

背景技術

微波是指波長在1mm-1m的波段范圍無線電波，該波譜范圍又包括為毫米波、厘米波和分米波。微波遙感技術是綜合研究微波－地表復雜系統相互作用。其目的是通過測量目標的后向散射系數，來主要反演目標的粗糙度(幾何特性)及介電常數和濕度(物理特性)等，研究反演的有用信息在農業和環境監測方面的應用。

微波遙感是指利用微波傳感器分析地物發射或反射的微波輻射回波，經過解譯分析來識別地物的技術。電磁波傳輸過程中與地物相互作用的機理可描述為：地物受電磁波照射，其表面或體內感應出變化的面電荷或體電荷，產生散射回波，電磁波受到地物介電的調制作用，使散射回波的性質有別于入射波。這種調制影響效應決定于目標物理結構和性質，不同地物對相同入射波具有不同的調制特性。這種調制作用使散射回波的頻率、振幅、相位以及極化等參量發生變化。即散射回波中含有與地物直接相關的物理結構信息，入射波與散射回波在頻率、幅度、相位以及極化特性上的差異，就成為獲取地物散射特征及反演地表參數的重要依據。因為土壤含水量的不同使其表現出明顯不同的介電特性，使散射系數明顯依賴于土壤濕度，這是微波遙感測量反演土壤水分的物理基礎。

但是目前散射系數(包括散射回波的頻率、振幅、相位以及極化等參量)與地表特征參數的對應關系都是通過理論或依靠經驗所得，即微波遙感衛星獲取的散射系數對應的是某一區域的地表特征參數，區域地表特征參數往往存在不均勻性，且受到天線角度、地表坡度和微波傳輸過程中云層大氣等其它因素的影響，這種對應關系與實際往往存在較大誤差，不利于高精度反演地表參數。

發明內容

為了解決地面后向散射系數的測量存在的上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、使用方便的室內測定地表后向散射系數的裝置及其使用方法。本發明可以測定微波遙感各種地表類型地、表坡度、天線角度的散射系數，以精確反演地表特征。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：包括微波發射機、散射計、微波防漏罩、地面平臺，微波發射機天線、散射計天線和地面平臺位于微波防漏罩內，地面平臺包括位于其上部的條形支架和底部的盒形容器，微波發射機天線和散射計天線安裝在條形支架兩邊，盒形容器內裝有土壤或草地或水層或雪層或冰層。

上述的室內測定地面后向散射系數的裝置中，所述的條形支架固定于支撐柱上，盒形容器中部通過軸承固定于門架橫梁上。

上述的室內測定地面后向散射系數的裝置中，所述的條形支架上設有導軌，微波發射機天線和散射計天線通過懸掛柱置于上部的導軌上。

上述的室內測定地面后向散射系數的裝置中，所述的微波發射機天線和散射計天線通過水平方向的旋轉軸與懸掛柱相連。

上述的室內測定地面后向散射系數的裝置中，所述的微波防漏罩罩體下方設有缺口，微波發射機天線和散射機接收天線的接線從缺口中穿過。

上述的室內測定地面后向散射系數的裝置中，所述的微波防漏罩罩體內設有水層。

一種室內測定地表后向散射系數的裝置的使用方法，所述裝置包括微波發射機、散射計、微波防漏罩和地表平臺，微波發射機的發射天線、散射計的接收天線和地表平臺位于微波防漏罩內，地表平臺包括位于其上部的條形支架和底部的盒形容器，微波發射機天線和散射計天線安裝在條形支架兩邊，盒形容器內裝有土壤或草地或水層或雪層或冰層；其使用方法如下：保持發射和接收天線之間距離、發射和接收天線的角度和盒形容器角度不變，改變盒形容器所乘被測物，將裝置安裝好，打開微波發射機和散射機電源，讀取微波發射機和散射機的數據，計算測定不同被測物的后向散射系數；

一種室內測定地表后向散射系數的裝置的使用方法，其步驟是：保持發射和接收天線之間距離、發射和接收天線的角度、盒形容器所乘被測物不變，改變盒形容器角度，將裝置安裝好，打開微波發射機和散射機電源，讀取微波發射機和散射機的數據，計算測定不同被測物的后向散射系數；

一種室內測定地表后向散射系數的裝置的使用方法，其步驟是：保持發射和接收天線之間距離、盒形容器角度、盒形容器所乘被測物不變，改變發射和接收天線的角度，將裝置安裝好，打開微波發射機和散射機電源，讀取微波發射機和散射機的數據，計算測定不同被測物的后向散射系數；