A new algorithm on increasing the sensitivity of microwave radiometer based on nonlinear prediction

Currently, microwave radiometer, which has been one of the most important remote sensors in the land, ocean or atmosphere remote sensing, has played a vital role in space exploration such as the lunar exploration in China. As a passive remote sensor, microwave radiometer receives the noise resembling signals that are generated by microwave radiation while mixed with the systemic noise of the receiver. Therefore, it is the significant subject that how to improve the sensitivity of microwave radiometer that people devotes to study. And on the system noise reduction lies the key. So far, except through choosing low noise element to the receiver, there is no effective alternative to remove the influence of the systemic noise on output uncertainty of microwave radiometer. However, for the purpose of providing or inspiring solution to this problem, this paper inquires into the application of nonlinear predictive method in predication the systemic noise of microwave radiometer. As the substance of the method, neural network shows its function on reducing the systemic noise effectively by estimating and predicating it. Because neural network can improve the estimated precision when estimating the systemic noise, after the noise passes through filter, certain random characters are lost while determinacy are presented to some extent. In fact, the more narrow filter band is, the smaller predictive error will be. The results are of assistance in understanding the intrinsic quality of the systemic noise and offer a new way for improving property of microwave radiometer.     

天线物理温度对辐射计接收亮温度影响的研究

Dick式辐射计天线物理温度的变化,直接影响辐射计接收的亮温度。设计一种实验方法,通过改变天线物理温度,测量辐射计输出电压,依据二元回归分析方法推出天线的辐射效率,实验中的外推曲线与测量数据吻合。给出了天线物理温度变化和辐射计接收亮温度变化的关系。     

消除校准源近场测量中杂散波的快速方法

提出了一种基于快速逆衍射算法对辐射计温度校准源的近场测量中的杂散波进行分析和消除的方法.逆衍射算法是利用测量场计算逆向传播到源平面处的衍射场的方法.基于直接积分的快速傅里叶转换(FFT-DI,Fast-Fourier-Transform Direct Integration)算法和衍射高斯波束分析(DGBA,Diffracted Gaussian Beam Analysis)算法与逆衍射算法相结合得到快速逆衍射算法.根据快速逆衍射算法提出了近场测量的分析步骤,并且给出了滤除杂散波后的被测物体的衍射场,其验证了该方法的有效性.此外,为了达到更高的效率,建议将2种快速逆衍射算法结合使用.     

FY-1C/D极轨气象卫星10通道扫描辐射计及其在轨运行

介绍了风云一号(FY-1)C，D极轨气象卫星10通道扫描辐射计的总体构成。给出了扫描辐射计性能的在轨测试结果，概述了研制中的技术创新点。与国内外同类仪器比较的结果表明，两星扫描辐射计寿命期初和期末的性能均满足任务书要求，其主要性能指标与美国NOAA卫星相当，甚至更佳。     

微波和THz频段用于遥感标准的研发

美国国家标准和技术研究院(NIST)电磁部噪声规划提出了遥感应用例如卫星气象观测中的微波亮温度标准的研发。这个标准以现有波导系统电磁噪声基准为基础,与亮温度即辐射有关,借助一个特性很好的天线实现。热校准目标作为基准的补充,采用冗余测量的方式,用于检验或者减小不确定度。做过的26 GHz的初步测量表明所提出标准的可行性,同样太赫兹(THz)频率的研究也在进行中。对于THz噪声,用一个加热的目标作为噪声标准,虽然我们没有这么高频率的噪声基准。这个标准将与THz辐射计一起使用。辐射计基于一个接收机,该接收机采用了一个热电子测辐射热混频器,并被准光学适配器耦合到辐射中去。希望年底能够用这套系统进行THz噪声测量。     

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。     

多波段光谱辐亮度计量值溯源技术研究

光谱辐亮度计是实现空间遥感仪器在地面实验室内进行高精度光谱定标的关键设备之一，本文基于标准探测器的辐亮度传递原理，利用视场光阑、孔径光阑、窄带滤光片和光电二极管研制了10测量通道的遮光筒式多波段光谱辐亮度计，测量波长分布在（400~1 100）nm范围。具有校准通道，与积分球单色光源匹配使用，实现光谱辐亮度的量值溯源，测量不确定度优于2.2%。     

增益对星载微波辐射计系统线性度的影响分析

针对星载微波辐射计中检波器的工作特性进行分析. 观测固定目标时, 通过调节AGC (Automatic Gain Control)的大小, 定量分析系统伏安特性曲线, 对星载微波辐射计系统线性度进行定性分析. 结果表明, 通过调节AGC大小, 系统增益发生变化, 导致检波器工作区间发生微弱变化, 通过两点定标不能完全消除由于增益引起的非线性误差. 对一定亮温范围的观测目标进行分析, 结果证明, AGC变化时反算亮温与实际目标亮温差值随观测亮温的变化而成非线性变化. 从而证明, 系统增益变化导致的亮温变化通过两点线性定标并不能完全消除. 在系统正常工作或实时定标过程中, 要尽量避免调节AGC值, 保证微波辐射计系统工作在线性区间.      

低背景红外辐射源校准技术

介绍了以低温绝对辐射计(Absolute Cryogenic Radiometer)作为标准探测器的低背景红外辐射源校准技术的原理、设备、关键技术以及校准结果不确定性的分析方法,同时阐述了该技术的先进性和重要性。     

真空低温环境下的辐照度标准装置研制

文章介绍了真空低温环境下辐照度标准装置的研制情况,包括装置的工作原理、组成及达到的技术指标,分析了装置的不确定度,给出了装置的应用结果,对一台绝对辐射计在真空低温环境下和大气环境下校准的修正系数和灵敏度进行了比较。