[發(fā)明專利]一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810815903.3
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109031467B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂容川;王虎;何征;沈尚宇;楊小嬌;宋廣南;李鵬飛;王家坤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00;G01W1/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)，其特征在于，包括：天線和掃描子系統(tǒng)、多頻段太赫茲接收通道、定標(biāo)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理平臺、控制配電系統(tǒng)和控制和信號處理設(shè)備；天線和掃描子系統(tǒng)、多頻段太赫茲接收通道、定標(biāo)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理平臺和控制配電顯示系統(tǒng)安裝于探測頭部；控制和信號處理設(shè)備安裝在衛(wèi)星平臺上；探測頭部進行圓錐掃描，掃描過程中相繼完成對目標(biāo)的觀測、對熱定標(biāo)源源體的觀測和對冷空的觀測，進而實現(xiàn)對冰云的掃描成像和探測儀在軌的兩點定標(biāo)；

所述天線和掃描子系統(tǒng)包括太赫茲反射面天線、掃描機構(gòu)和準(zhǔn)光饋電網(wǎng)絡(luò)；掃描機構(gòu)驅(qū)動探測頭部進行360°掃描，每一轉(zhuǎn)動周期中在±65°掃描范圍內(nèi)進行掃描成像；準(zhǔn)光饋電網(wǎng)絡(luò)采用極化線柵將太赫茲反射面天線接收的太赫茲信號進行極化分離，H極化波經(jīng)過頻分器FSS#1分為高低頻兩個支路，高頻支路分離出664GHz的探測支路，低頻支路分離出243GHz的探測支路，V極化波經(jīng)頻分器FSS#2分為高低頻兩個支路，高頻支路分離出664GHz的探測支路，低頻支路經(jīng)頻分器FSS#3、頻分器FSS#4和頻分器FSS#5依次分離出448GHz、325GHz、243GHz和183GHz探測支路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)，其特征在于：所述多頻段太赫茲接收通道采用直接混頻雙邊帶接收方式，對準(zhǔn)光饋電網(wǎng)絡(luò)頻分到多頻段太赫茲接收通道的各探測支路的射頻信號進行混頻，之后進行中頻濾波、放大和平方律檢波后得到各探測支路最終的視頻信號，發(fā)送至數(shù)據(jù)采集處理平臺。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集處理平臺對各個探測支路的輸出信號進行差分接收，接收的信號通過具有增益和補償可控的放大電路后，再由模數(shù)變換及控制電路對其進行模數(shù)變換，處理結(jié)果與定標(biāo)子系統(tǒng)的高低微波輻射亮溫度的溫度值共同通過通用異步串行接口電路送至控制和信號處理設(shè)備，同時通過通用異步串行接口獲得通道的控制參數(shù)，對放大電路的補償和增益進行控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)，其特征在于：所述定標(biāo)子系統(tǒng)包括熱輻射定標(biāo)源和冷空反射鏡；熱輻射定標(biāo)源和冷空反射鏡提供兩個定標(biāo)觀測所需的穩(wěn)定的高低微波輻射亮溫度，并通過控制配電顯示系統(tǒng)采集高低微波輻射亮溫度的溫度值，經(jīng)內(nèi)部串行總線發(fā)送至數(shù)據(jù)采集處理平臺。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)，其特征在于：所述控制配電系統(tǒng)為探測頭部供電，發(fā)送遙控指令控制天線和掃描子系統(tǒng)、多頻段太赫茲接收通道、定標(biāo)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理平臺的開關(guān)機狀態(tài)，接收遙測信息，遙測信息包括天線和掃描子系統(tǒng)、多頻段太赫茲接收通道、定標(biāo)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理平臺的開關(guān)機狀態(tài)信息、溫度信息、轉(zhuǎn)速信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種星載太赫茲冰云天底探測儀系統(tǒng)，其特征在于：所述控制和信號處理設(shè)備控制控制配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，與數(shù)據(jù)采集處理平臺進行遙感、遙測信息的交換，接收到的遙感數(shù)據(jù)通過兩點定標(biāo)獲得經(jīng)過冰云散射的對流層中低層大氣的多通道太赫茲輻射亮溫，多通道太赫茲輻射亮溫通過數(shù)據(jù)預(yù)處理和反演獲得觀測區(qū)域的冰云、冰水路徑和等效冰粒子半徑。