新一代无源微波遥感器及其在地球同步卫星上的应用研究

星载无源微波遥感已发展成为观测大气与地球表面的重要手段，地球同步气象卫星上使用的微波遥感仪器必须是新一代先进的遥感器；它应兼备传统的无源微波大气探测仪及微波成像仪的双重功能。本文叙述了国际上新一代星载无源微波遥感器的研究现状和发展趋势，讨论了在地球同步气象卫星上装载无源微波遥感仪器的可行性及其关键技术，并研究了其频率的选择问题。     

卫星微波遥感定标技术

在简要论述微波遥感定标技术工作特点的基础上，着重分析星载有源微波遥感定标技术基本原理和关键技术，比较了各种定标方法特点，提出了若干建议。     

海洋遥感雷达的一体化发展趋势

利用雷达高度计、微波散射计、海洋波谱仪和合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）观测海面风、浪等海洋动力环境要素的技术已经日趋成熟，针对现有单星多传感器体制存在的重量大、稳定性差、功耗高、整星系统复杂等缺点，首先对以上四种海洋微波遥感器的发展和应用情况进行了梳理，随后根据目前的发展趋势，提出了一种新的多模式一体化设计方法并进行详细描述，最后，对未来星载海洋微波遥感器的多模式一体化技术进行了展望，为今后海洋微波遥感器的多模式一体化研究提供参考。     

航天遥感技术

文章简要讨论了航天遥感原理,就航天遥感技术发展状况,以遥感仪器的发展为例,分光学遥感器和微波遥感器两部分予以讨论。     

海洋动力环境卫星数据处理方法

对其海洋动力环境卫星数据处理流程和处理算法进行了研究,重点对三类微波遥感器数据处理内容和流程、数据事后反演算法进行了详细阐述,最后还对数据地面定标和真实性验证进行了分析。鉴于海洋用的微波遥感器在我国首次使用,文章的研究结果可对海洋动力环境卫星科学数据处理方法提供借鉴作用。     

空载成象合成孔径雷达

空载合成孔径雷达是一种新型的、全天候的环境资源遥感探测手段,具有良好的分辨力,是一种很有发展前途的微波遥感器。该文讨论微波遥感领域中空载合成孔径雷达的发展现状,成象的基本原理以及成象过程中的频域相关处理方法。文中还讨论了合成孔径雷达的补偿方法,其中包括距离单元移动校正、运动补偿、多视处理等。最后指出有待解决的一些问题。     

低轨微波遥感卫星磁设计及试验验证

分析了低轨微波遥感卫星主要磁源分布特征,针对微波遥感卫星载荷功率大、装载的收发(TR)组件、有源天线阵、电源及SAR等系统间供电电流回路、接地回路可能产生较大杂散磁矩的因素,提出了一些有效减少大功率微波遥感卫星杂散磁矩的设计方法和工艺措施并进行相关试验验证。测试结果表明:卫星整星接地设计,小型化TR组件及有源天线阵、星体内电缆等结构工艺布局和走线设计合理;显著地减少了整星静态永磁矩、动态场杂散磁矩,卫星磁矩满足指标要求。     

神舟飞船多模态微波遥感器天线子系统的设计

神舟飞船多模态微波遥感系统的成功研制填补了我国航天微波遥感的空白，也使我国航天器天线技术进入一个新的领域、实现了一次技术跨越。本文从天线的系统工作模式、组成、设计要点、关键技术及验证等方面阐述该天线子系统的技术设计与创新。     

干涉式合成孔径微波辐射测量技术

干涉式合成孔径微波辐射测量技术是对地无源微波遥感技术的一个重大发展。在微波频段的低端，采用此技术天线无需扫描就能以较小的收集面积获得高空间分辨率的亮温分布图像。较深入地阐述了此技术的系统性能，较详细地介绍了电扫描稀薄阵列辐射计（ＥＳＴＡＲ）的构成原理和基本参数，并概述其原型的某些试验结果。     

微波无源遥感有效载荷现状与发展

针对微波无源遥感有效载荷这一卫星有效载荷中发展最早、最成熟的子领域,对从20世纪60年代至今,世界范围内在轨与在研共17个具有代表性的载荷产品进行了研究。综合分析了微波无源遥感载荷在气象、海洋、陆地、大气环境及深空微波遥感等应用领域的发展现状,归纳出无源微波遥感有效载荷向定量应用、功能复合、主被动一体、体制混合、太赫兹探测等方向的发展趋势。总结了我国与欧美发达国家在系统应用水平、反演处理能力、关键部组件性能、研发条件等方面存在的差距,提出了后续发展静止轨道毫米波亚毫米波探测仪、一体化微波成像探测仪、太赫兹冰云探测仪、L波段土壤湿度微波探测仪、亚毫米波临边探测仪、行星探测仪等载荷的设想。     

海洋二号卫星用户需求分析

海洋二号卫星(HY—2)已列入国家航天发展计划之中，针对我国目前微波遥感器的发展状况和海洋事业的业务需求，提出发展我国海洋动力环境卫星的设想，包括遥感器的配置与性能指标，卫星轨道、姿态和精密定轨需求等。     

国外星载微波辐射计应用现状及未来发展趋势

星载微波遥感已发展成为对地侦察和观测大气与地球表面的重要手段。它不依赖于太阳作为照射源，在白天和黑夜都可以工作；具有穿透云层和在一定程度上穿透雨区的能力。不受天气的影响。因此微波遥感可以实现全天时、全天候的对地观测。与其它遥感手段相比．微波遥感除了具有上述的穿透云层和雨区的能力之外．甚至还能穿透一定深度的地表或植被，从而可以获取被植被覆盖的地面信息以及地表下一定深度目标的信息。     

星载双面多波束相控阵GNSS-R海洋微波遥感器设计

为实现对多个海面区域覆盖,对星载全球导航定位系统反射信号(GNSS-R)海洋微波遥感器设计进行了研究。遥感器采用层叠式双面多波束高增益相控阵天线,通过在轨镜面反射点快速搜索和波束调度,接收北斗或GPS系统发射的直射信号和海面反射信号,经原始信号采样、时延多普勒相关功率计算等处理,为全球海面风场反演和海面高度测量提供高时效微波遥感数据。给出了系统指标和组成、工作模式,以及星载层叠式双面多波束相控阵天线、星载镜面反射点预测和星载GNSS-R高精度海面测高等关键技术及实现途径。仿真和计算结果表明:系统测高精度22cm,可满足系统指标要求。实际测高精度待飞行试验验证。     

星载合成孔径雷达的内定标系统方案设计

微波遥感从定性向定量发展，遥感器需要定标。星载合成孔径雷达的定标由内定标系统、外定标场、定标成像处理组成。本文只讨论内定标系统的设计。论文首先综述了已有的星载合成孔径雷达的内定标系统并作了分析比较，然后介绍了星载合成孔径雷达有使用Ｔ／Ｒ组件的相控阵天线时内定标系统设计的２个方案。     

我国海洋动力环境卫星应用现状及发展展望

正我国十分重视海洋动力环境卫星遥感及其监测技术的发展,已经实现了自主海洋卫星的研制、发射、在轨运行和业务应用,发挥了显著的经济和社会效益。我国自主研制的海洋二号卫星A星(HY-2A),不仅填补了我国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是目前世界上唯一在轨运行的集主、被动微波遥感器于一身的综合型海洋动力环境卫星,具备同时获取风场、有效     

微波辐射计静止轨道遥感试验技术

在地球静止轨道上对大气进行微波遥感探测尚无先例。为验证静止轨道微波探测仪器关键技术,研究高轨微波辐射传输特性并积累遥感数据,研制了微波探测试验载荷,搭载于风云四号A星进行在轨试验。微波探测载荷采用真实孔径圆周扫描体系,配置双频段(183,425 GHz)五通道。载荷在轨试验中,各项指标正常,183GHz频段灵敏度优于0.5K,425GHz灵敏度优于1.9K,性能稳定并超过3个月考核寿命。对微波探测载荷183GHz与极轨载荷先进技术微波辐射计(advanced technology microwave sounder,ATMS)进行亮温交叉比对的结果显示,两者亮温相近,变化趋势一致,验证了探测数据的有效性。载荷还在静止轨道获取了极轨无法探知的3K/h量级亮温变化,并在风云四号A星姿态调整期间完成了静止轨道微波遥感成像。验证了在静止轨道上进行真实孔径体制微波遥感探测的有效性。     

周期性变速扫描机构驱动控制方法研究

针对存在周期性变速运动的微波遥感器机械扫描驱动系统，根据其扫描运动的速度、位置控制要求，采用步进电机做为执行元件研制开发了一套驱动控制系统。该系统不仅能完成运动轨迹的控制，而且速度精度和扫描周期的误差等指标满足给定的要求。描述了该系统的组成，转速、转矩等参数的特性匹配设计过程以及控制实现方法，并对系统的速度精度、扫描周期误差等主要性能测试进行了简单介绍。     

全极化微波辐射计模拟复相关器研究

全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器,制约其发展的关键部件是相关器。提出了一种应用在此新系统中的模拟复相关器,其具有灵敏度高,体积小,功耗低等优点。对模拟复相关器进行误差分析,给出减少复相关幅度误差和相位误差的方案。按此方案对模拟复相关器进行了设计、研制。得到了模拟复相关器整体测量结果及全极化微波辐射计噪声测量结果。结果表明采用此模拟复相关器的全极化微波辐射计具有较好的极化测量性能。     

微波散射计数字接收机DDC的设计与实现

微波散射计是一种用于测量目标后向散射系数的有源微波遥感器。文章介绍了作为微波散射计重要部件之一的数字化中频接收机,指出数字下变频在微波散射计数字化中频接收机的数字化和软件化过程的作用。根据微波散射计数字化中频接收机工作机理与数字下变频原理,结合Matlab算法仿真技术,设计并实现了基于FPGAIP核的数字下变频。仿真与实测结果表明：基于FPGAIP核设计实现的数字下变频能够满足微波散射计数字化中频接收机性能指标要求,并且具有灵活性、通用性、修改参数方便等特点。     

国外星载降水测量雷达概述

星载降水测量雷达属于主动微波遥感器家庭中的一员,可以全天时、全天候地对大范围区域内的降雨进行三维立体探测,研究意义重大。国外从20世纪80年代后开始致力于星载降水测量雷达的实际工程研制,目前有一部已在TRMM卫星上成功应用,还有两部正在研制中;国内还没有开展这方面的研究工作。文章在给出降水测量雷达工作机理的基础上,主要概述、分析了国外3部星载降水测量雷达系统的设计,并总结出了需突破的几项关键技术。