地球静止轨道微波辐射计技术

静止轨道微波辐射计可实现全天时、全天候、高频次云雨大气观测,在台风、流域性强降水探测和预报方面发挥重要作用。但在波束扫描、多频复用、系统定标等方面的运用存在较大困难,世界上尚无在轨应用先例。现从探测需求出发,对静止轨道微波辐射计进行了系统方案设计。提出了卫星平台与辐射计部件快慢结合扫描的方法,以解决波束扫描和系统定标难题;提出了低频选入射角层叠式布局准光学频段分离方法,以解决多频段复用难题。研制了微波辐射计原理样机,通过实验室和外场试验验证了系统设计,为静止轨道微波探测卫星研制提供了一定指导。     

星载微波辐射计的计算机仿真研究

星载微波辐射计是大气观测和海洋观测的重要微波遥感仪器,计算机仿真研究对于系统分析、设计、研究和性能的测定具有重要的意义。文章对全功率型微波辐射计进行了计算机仿真研究,建立了全功率型微波辐射计的系统仿真模型,并采用伪随机数模拟微波辐射计信号源,进行了微波辐射计测温灵敏度的仿真测试。仿真测试结果证明了所建模型准确有效,为系统设计提供了重要参考。     

静止气象卫星微波辐射计初探

介绍了静止气象卫星搭载微波探测仪器的必要性;给出了微波辐射计系统参数;简要分析了微波辐射计各分系统的主要技术难点,并提出了相应的解决措施。     

一维综合孔径微波辐射计在轨定标方法

G矩阵反演法是一维综合孔径辐射计普遍采用的图像重构算法，其实现包含两个关键要素：系统响应G矩阵标定和有效的数值反演算法。目前，在轨运行的辐射计采用系统误差分步测量的定标方法。在G矩阵反演法和点源测量G矩阵的理论基础上，对相应点源测量试验过程和水体成像试验过程进行了介绍，并对成像精度进行了分析，验证了整体定标的可行性。接着，提出了在轨G矩阵定标方法，并分析了卫星机动对载荷的影响。相比于目前在轨应用的分步测量系统误差的定标方法，该方法利用外部定标源整体标定系统响应G矩阵，能够简化分步定标各系统参数的定标过程，实现符合设计的成像精度，为后续高精度的图像重构算法提供保证，给一维综合孔径辐射计在轨定标提供了新的思路。     

绝对值检波狄克辐射计的指标测量与成像实验

对所研制的 8mm非平衡绝对值检波狄克辐射计的主要技术参数进行了实验测量 ,并利用改进后的成像系统进行了目标辐射特性成像实验。结果表明 ,该辐射计工作状况稳定可靠 ,成像系统的图像质量得到了明显的改善     

星载微波辐射计系统定标技术

在简要综述星载微波辐射计（ＳＭＲ）定标技术基础上，详细介绍了星载微波辐射计定标的基本原理及其地面试验系统，进行了星载微波辐射计星上定标误差分析并提出需要解决的问题。     

高分辨星载海洋微波辐射测量技术发展综述

星载微波辐射计作为海洋观测的一种重要技术手段,能够全天时、全天候对海洋环境参数进行长期连续的观测,具有宽幅、高精度等特点,能够为数值预报、台风监测、防灾减灾等应用提供重要保障。随着海洋应用需求不断提升,星载海洋微波辐射探测技术也向着更高分辨率、更高精度的方向发展。文章对高分辨率海洋微波辐射测量新技术的概念、系统组成以及发展情况进行了介绍,包括基于密集馈源阵列的多波束推扫辐射计、集中式综合孔径辐射计以及分布式综合孔径辐射计。文章结合三种高分辨率微波辐射测量技术的特点和当前技术水平对未来星载海洋微波辐射测量技术的发展思路进行了讨论,对其中的重要的关键技术进行了梳理,并针对不同应用需求给出了发展建议。     

星载综合孔径微波辐射计冗余空间定标方法研究

星载综合孔径微波辐射计系统为了实现更好的辐射测量性能,在地面对通道间剩余相位通过相位定标实验进行测量,其结果用于亮温重构时对通道间剩余相位进行补偿。冗余空间定标方法基于自身阵列冗余基线信息,该方法无需额外资源支持即可对星载综合孔径微波辐射计系统定标,可作为一种在轨的验证方案对系统综合孔径微波辐射计系统通道间剩余相位进行评估。系统性的介绍了基于星载综合孔径微波辐射计系统观测到的场景,冗余空间定标方法以及对平坦场景提出利用模拟的平坦目标响应相位修正的方法,可在点源场景、平坦场景下利用冗余空间定标方法求解通道间剩余相位,并结合仿真验证该方法的可行性。     

基于系统函数优化的非规则天线阵列综合孔径辐射计亮温反演算法

为改善非规则天线阵列综合孔径辐射计反演图像质量,提出了基于系统函数优化的亮温反演方法。通过优化非规则天线阵列的系统函数,消除单元天线非规则排列对系统性能的影响,并在优化过程中引入正则化,稳定反演图像。为补偿正则化引起的反演图像质量损失,在反演算法中引入了迭代运算。仿真结果表明:所提出的反演算法能有效改善非规则天线阵列综合孔径辐射计的亮温反演图像质量,可应用于基于小卫星编队的分布式综合孔径遥感图像反演中,并能为基于小卫星编队的分布式综合孔径阵列优化提供理论基础。     

某地球静止轨道卫星成像辐射计热控设计

对某地球静止轨道卫星成像辐射计的热控设计进行了研究。根据辐射计热特点,考虑一般温度、温度梯度和日温度变化等热控需求,给出了成像辐射计中光学基板等温化、阳光直射时扫描镜等光学部件散热,以及次镜支持材料选择等关键热控设计原则。用NEVADA、SINDNG软件对冬至、春秋分、夏至,以及阳光与卫星轨道面夹角α=-8.8°,8.8°的5种条件的初期和末期10个工况进行了仿真分析。结果表明：设计的热控方案可行,基本满足成像辐射计的使用要求。     

风云一号扫描辐射计红外辐射定标系统

本文系统地阐述了风云一号气象卫星扫描辐射计红外探测通道红外辐射定标系统设备的性能特点,并介绍了扫描辐射计在此设备内进行红外通道性能检验和辐射定标的过程和结论。该设备的辐射定标精度达到了与美国目前正在运行的第三代业务气象卫星相当的水平。     

星载微波辐射计地面定标系统研究

论述了用星载微波辐射计性能测试的地面定标系统。该系统由定标负载，定标接收机，转以，微波屏蔽暗室，微机及附件组成，利用微机对地面定标系统转台转速和ＳＭＲ一些参数进行控制，并对测量定标数据进行实时采样，处理和显示。     

星载辐射计动平衡概述及在轨动平衡技术研究

作为卫星在轨对地探测的有效载荷,星载辐射计在轨扫描转动时的动平衡特性直接影响卫星在轨探测精度和姿态稳定度。文章介绍星载辐射计动平衡技术研究现状和发展趋势,并基于现有地面动平衡技术的局限和型号发展需求提出在轨动平衡技术的初步设想,阐述了在轨动平衡配平技术、测量技术和实时调整反馈控制技术,可为今后类似旋转式星载辐射计的动平衡设计和动平衡控制方法提供参考依据。     

旋转式星载辐射计动平衡影响分析

针对旋转式星载辐射计转动体升降、天线收拢展开后整机动平衡状态不稳定的问题,文章提出了天线展开机构设计改进、转动体升降方式改进及动平衡试验方法优化。经动平衡试验验证,结果表明：改进后旋转式星载辐射计动平衡状态稳定,对卫星干扰力矩小,可以满足卫星的姿态稳定度指标要求,可为类似旋转式星载辐射计结构机构设计、动平衡控制、动平衡试验方法提供参考。     

星载微波辐射计天馈系统噪声温度分析

星载微波辐射计在轨运行时,影响天线温度的因素与天馈系统的空间与时 间的不稳定性有关。在最坏情况下,裸露在卫星舱外的天线物理温度的变化值可达±
150℃,而且太空环境和卫星舱内环境存在一定的温度差异,使得连接天线与开关 的波导存在一定的温度梯度。依次分析了反射面对观测信号传输的影响,天线馈源物理 温度在-150℃～150℃范围内时的噪声温度,温度梯度对计算连接波导噪声温度的影响。利 用上述的分析结果,确定了天馈系统的在轨测温方法以满足星载微波辐射计精确定标的要求 。
     

8mm辐射计特性参数测试及定标

文中简介了小口径天线毫米波辐射计定标系统的设计原理、结构、输出亮温的计算模型 ,研究了从液氮温度到室温范围内进行多点定标的方法 ,并对 8mm辐射计进行了特性参数测试及定标实验 ,得出了微波辐射计的定标方程和灵敏度、线性度、稳定度以及积分时间等指标。在该系统上按给定的程序进行定标 ,精度为 1 .0 6K。     

中频比较辐射计的设计和实验

叙述了 3mm中频比较辐射计的工作原理、电路结构、特性分析及实验结果 ,研究表明 ,这种辐射计不需 3mm开关 ,其稳定性优于全功率辐射计 ,而成本和尺寸均与全功率辐射计相差不大 ,完全可以满足小型化、实用化的需要。     

基于粒子群算法的大型低冗余度线阵综合

天线阵列排布与优化,是一维综合孔径辐射计的一项关键技术,其通过决定可见度函数采用分布来影响辐射计最终的成像质量。以往的学者们都将寻找理论上最优的大型阵元数低冗余度线阵（LRLA）作为研究的首要目标,以获得最优的空间分辨率。文章在此基础上,着重考虑工程实现过程中的系统可靠性要求,研究在任意一个阵元出现故障的情况下,通过冗余优化设计,确保系统性能不受影响。基于此,提出了一种基于粒子群优化的排列结构约束搜索算法,能够在较短时间内获得一系列满足条件的大阵元数LRLA排列。同时,文章还给出进一步冗余优化的方法,以确保生成的阵列在出现两个阵元故障时,辐射计系统基线缺失的概率高于设定的阈值,从而保证系统具有令人满意的可靠性。文章提出的方法以及得到的LRLA排列,虽然在一定程度上增加了辐射计系统的复杂度,但是,一些额外天线阵元的引入可以确保足够的阵列冗余度,从而减小阵元/接收机失效的影响,增加系统对阵列位置误差等的鲁棒性,改善系统的灵敏度指标。     

GEO卫星图像定位配准技术及仿真验证研究

介绍了图像定位与配准基本原理,建立了补偿量数学模型,运用实时仿真系统代替有效载荷扫描辐射计、大气垂直探测仪及姿轨控等相关分系统模拟了卫星在轨工作状况,对图像定位与配准技术进行了仿真验证研究,结果表明:该验证方法合理有效,可为图像定位配准系统设计及在轨应用提供参考依据。     

提高微波辐射计灵敏度研究的综述

介绍影响微波辐射计灵敏度的两个主要因素 :系统增益和本机噪声。围绕这两个影响因素 ,介绍提高辐射测量灵敏度所采取的两种方法 :电的或人工的方法以及软件处理的方法。最后讨论微波辐射计灵敏度研究中存在的问题 ,并指出其今后的发展方向