[發明專利]一種實時定標的地基輻射計及其定標方法

在審

• 申請號: 201910478002.4
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110231669A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 童海明;任海元;王景樺;郭臣;王雷
• 申請（專利權）人: 杭州淺?？萍加邢挢熑喂?/a>
• 主分類號: G01W1/08
• 分類號: G01W1/08;G01S13/95;G01S7/40
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 張瑜

本發明提供了一種實時定標的地基輻射計，包括上位機、與上位機連接的中央處理電路板卡，與中央處理電路板卡連接的步進電機和接收機，所述步進電機連接有拋物面天線，所述接收機連接有饋源喇叭，其特征在于，所述接收機由開關噪聲源、低噪聲放大器、功分器連接而成。本發明還公開了一種定標方法。本發明通過開關切換帶低噪聲放大器的吸收負載作為常溫定標源，配合開關噪聲源作為高溫定標源，實現兩點內定標，實現實時定標的同時，不會使地基輻射計噪聲性能惡化。

技術領域

本發明涉及地基微波輻射計領域，特別涉及一種實時定標的地基輻射計及其定標方法。

背景技術

地基微波輻射計是利用被動接收各個高度傳來的大氣輻射的微波信號來判斷大氣溫度、濕度變化的地基微波遙感設備，其對中小尺度天氣現象，如暴風雨、閃電、強降雨、霧、冰凍及邊界層紊流具有重要的檢測作用。地基微波輻射計在對流層剖面的溫度、濕度和液態水，天氣和氣候模型研究，衛星追蹤(GPS，伽利略)濕/干延遲和濕度廓線，臨近預報大氣穩定性(災害性天氣檢測)，溫度反演檢測、霧、空氣污染，絕對校準云雷達，濕/干延遲改正VLBI有著重要應用，已成為探空氣球與天氣雷達外的重要檢測手段。地基微波輻射計由于其具有獨立工作能力，且能夠在幾乎各種環境條件工作，適合于自動天氣站，常用于反演完整的大氣廓線，反演數據和原始數據全部保存。

圖1是地基輻射計原理框圖，輻射計通過天線觀測常溫定標源配合開關噪聲源切換實現對輻射計的定標。由于地基輻射計是一個線性系統，通過兩點確定一條直線理論，輻射計工作需要兩個定標源參考點，傳統的溫濕度廓線地基輻射計都是使用外置吸收材料作為常溫定標源，配合接收機內部開關噪聲源來實現兩點定標(圖1)，后來RPG公司為了能夠對輻射計實時內標，在接收機內部加入了開關隔離器，通過使用開關噪聲源和開關隔離器兩點內定標方式實現對輻射計系統定標(圖2)。

傳統地基輻射計定標方式存在的主要瓶頸是：

對于外置黑體定標源配合接收機內部開關噪聲源配合的定標方案需要通過天線轉動到指定位置定標，無法實時定標；

RPG公司開關隔離器和開關噪聲源兩點內定標方案解決了實時定標問題，但是目前方案是基于RPG公司自研的開關隔離器為技術基礎的，開關隔離器技術目前只有RPG公司掌握，屬于技術壟斷；

RPG公司兩點內定標方案加入開關隔離器會使輻射計噪聲性能一定程度地惡化。

發明內容

(一)要解決的技術問題

要解決上述問題，本發明提供一種實時定標的地基輻射計及其定標方法。

(二)技術方案

一種實時定標的地基輻射計，包括上位機、與上位機連接的中央處理電路板卡，與中央處理電路板卡連接的步進電機和接收機，所述步進電機連接有拋物面天線，所述接收機連接有饋源喇叭，所述接收機由開關噪聲源、吸收負載、低噪聲放大器、開關模塊和功分器連接而成，通過開關在吸收負載和開關噪聲源間切換實現兩點實時定標。

進一步的，所述開關模塊公共端連接低噪聲放大器，另一側的兩端分別接開關噪聲源和吸收負載，所述低噪聲放大器與功分器連接，所述開關噪聲源與饋源喇叭連接。

進一步的，開關模塊公共端與功分器連接，另一側的兩端分別連接有開關噪聲源和吸收負載，所述開關噪聲源以及吸收負載與開關模塊之間設有低噪聲放大器。

定標方法具體是：出廠前在輻射計天線口面放置液氮和常溫黑體，對輻射計進行外部定標，再測試得到開關噪聲源噪聲注入狀態的等效亮溫和開關打開切換到吸收負載通道的等效亮溫進行兩點定標；進入工作狀態，由測試得到的開關噪聲源和吸收負載作為定標源對輻射計進行實時兩點定標。

(三)有益效果

1、打破了開關隔離器的技術壟斷；