[發(fā)明專利]基于變溫源天線口面定標的地基微波輻射計系統(tǒng)及其定標方法

有效

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• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112415520B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設計）人: 蘇興華;左惠文;李義龍;王暐
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S7/40
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種基于變溫源天線口面定標的地基微波輻射計系統(tǒng)及其定標方法，系統(tǒng)包括：天線反射面、變溫定標源、中間鏈路，包括極化分離裝置及饋源、多通道接收機以及下位機。其中，變溫定標源用于在定標過程提供不同溫度。該系統(tǒng)定標時通過下位機精確控制天線線口面指向變溫源并控制其適時溫度，實現(xiàn)至少二個變高溫點下接收通道電壓數(shù)據(jù)，并進行相應計算公式得到適用定標方程。

技術領域

本發(fā)明涉及地基微波遙感設備領域，特別涉及一種基于變溫源天線口面定標的地基微波輻射計系統(tǒng)及其定標方法。

背景技術

地基微波輻射計是利用被動的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(xiàn)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(tài)水，天氣和氣候模型研究，衛(wèi)星追蹤(GPS，伽利略)濕/干延遲和濕度廓線，臨近預報大氣穩(wěn)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(huán)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(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)全部保存，可提供完備的顧客定制或全球標準算法。

地基微波輻射計遙測的電壓信號與其目標信號存在一定關系，合適的定標方法可精確確定其對應關系。地基微波輻射計定標操作是確定目標特性與數(shù)據(jù)采集的基本方法，以獲取目標特性與數(shù)據(jù)采集線性關系方程。

一般的地基輻射計常規(guī)天線口面定標必須外帶外置的液氮冷源，參考圖1所示，通過天線轉動使其對準液氮冷源和對準內置常溫源獲取二點的接收數(shù)據(jù)并通過復雜的溫度變換來得到定標方程。由于液氮冷源在高濕環(huán)境下其表面容易結霜及水珠，均對其定標精度造成影響。另外地基微波輻射計因使用于地面環(huán)境，選擇空曠高地(如小山丘)，父無遮擋對天觀察，且長期無人執(zhí)守。很多場合無法滿足于液氮的基本條件。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于變溫源天線口面定標的地基微波輻射計系統(tǒng)及其定標方法，以解決現(xiàn)有的地基輻射計常規(guī)天線口面定標技術所存在的需要復雜的液氮冷源計算、容易出現(xiàn)誤差及難以滿足液氮基本條件的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于變溫源天線口面定標的地基微波輻射計系統(tǒng)，包括：

天線反射面，用于接收地表上方大氣的水汽、氧氣及/或特定目標的微波輻射信號；

變溫源，用于在定標過程提供所述天線反射面所需的不同溫度；

中間鏈路及K、V多通道接收機，包括極化分離裝置及饋源，所述極化分離裝置用于處理所述微波輻射信號進行分頻檢波得到第一波段信號及第二波段信號，所述饋源分別將所述第一波段信號及第二波段信號送入K多通道接收機及V多通道接收機；以及

下位機，用于接收來自所述K多通道接收機及V多通道接收機接收的數(shù)據(jù)，以及精確控制所述天線反射面的天線口面指向所述變溫源并控制其溫度。

較佳地，還包括驅動機構，用于在所述下位機的控制下驅動所述天線反射面轉動。

較佳地，所述變溫定標源包括：透波窗、尖錐陣列、加熱板、金屬內框、隔熱層及金屬外框所述尖錐陣列的下發(fā)設有加熱板，所述透波窗設于所述尖錐陣列上方，所述尖錐陣列設置于所述加熱板上，所述金屬內框呈“∪”型并配合所述透波窗包覆所述尖錐陣列及加熱板，所述隔熱層設置于所述金屬內框外側，所述金屬外框設于所述隔熱層外側。

較佳地，所述變溫定標源中的尖錐陣列的尖錐為高熱導的碳化硅復合材料結構，并且外表面加設透波保護材料。

較佳地，所述變溫定標源中的傳感器設置于所述尖錐內。