[發明專利]微波輻射計頻譜細分接收機的通道耦合性能測試方法

有效

• 申請號: 202011507439.5
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112666636B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 王佳坤;李浩;李一楠;沈尚宇;宋廣南;何征;呂榮川
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01W1/18
• 分類號: G01W1/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

本發明涉及一種微波輻射計頻譜細分接收機的通道耦合性能測試方法，首先連接試驗設備，將頻譜細分接收機前端接入能遍歷整個采樣帶寬(fs/2)的點頻信號源，后端連接上位機，點頻信號源產生的信號進入頻譜細分接收機，經過處理后輸出至上位機；將信號源的頻率設置為各個細分通道的中心頻率，經過頻譜細分接收機后，對應每個頻譜細分通道能夠得到一個輸出，并由上位機采集輸出結果；最后，計算得出相對應各個通道的耦合大小。本發明方法實現簡單、可靠性高、測量效率高，可以用于星載、機載、地基精細譜段微波輻射計的性能測試。

技術領域

本發明涉及一種精細譜段微波輻射計頻譜細分接收機的通道耦合性能測試方法，屬于微波遙感領域。

背景技術

近十年來，數值天氣預報模式發展十分迅速，模式對初始場的精度和空間分辨率要求越來越高，目前的大氣探測精度和分辨率已經無法滿足模式精度的要求。對于微波輻射計，其所觀測到的輻射值是固定視場內不同高度大氣層向上微波輻射量的加權和，各探測頻率的權重函數峰值高度各不相同，對不同高度的大氣層信息有不同的敏感性，可以選擇不同頻率的探測通道來探測不同高度層的大氣。為了提高大氣廓線探測的垂直分辨率，可通過增加工作于不同頻率上的探測通道數，即通過頻譜細分實現，增加頻譜細分探測通道所帶來的更多分層信息從很大程度上增加了觀測數據的信息量，不僅有助于改善廓線的垂直分辨率，更有助于提高探測精度。由單通道向多通道，通道數量逐漸增多實現頻譜細分，從而獲取更精確更豐富的探測信息，是高性能微波輻射計的發展趨勢。

精細譜段微波輻射計能夠對大氣進行頻譜細分觀測，而頻譜細分接收機作為最核心的單機，能夠實現頻譜細分功能。以數字FFT頻譜細分接收機為例，其組成框圖如圖1所示，由高速ADC以及FPGA組成，通過ADC能夠完成信號的高速采集，并輸出至FPGA內。FPGA則能夠按照邏輯對信號進行FFT運算，最終實現頻譜細分。

頻譜細分接收機輸入的是模擬信號，而輸出的是不同細分頻帶(通道)的積分功率。在實際應用當中，如果兩個細分頻帶之間存在互耦，那么會對大氣反演帶來誤差，因此需要對頻譜細分接收機的通道間的耦合情況進行測試。

目前還未見頻譜細分接收機通道間耦合情況的測試方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種微波輻射計頻譜細分接收機的通道耦合性能測試方法。

本發明解決技術的方案是：

微波輻射計頻譜細分接收機的通道耦合性能測試方法，該方法的步驟包括：

(1)設頻譜細分接收機的采樣帶寬為fs，通道數為N，則頻譜細分接收機的頻譜分辨率為待測頻譜范圍為待測通道為正N/2個通道；

(2)將頻譜細分接收機前端接入所述點頻信號源，后端連接上位機；

(3)令i的初值為1；

(4)設置點頻信號源頻率為第i個通道的中心頻率；

(5)點頻信號源所產生的信號進入頻譜細分接收機后，通過上位機得到頻譜范圍在的個通道的輸出功率，其中第j個通道的輸出功率為P_j，

(6)利用如下公式計算第j個通道關于第i個通道的耦合值x_ij：

式中，P_max為所有通道最大輸出功率；然后進入步驟(7)；

(7)i的值加1，判斷i是否大于若是，則測試結束，否則重復步驟(4)—(6)。

所述步驟(2)中，點頻信號源的頻譜輸出范圍能夠覆蓋

所述步驟(4)中，第i個通道的中心頻率為