一种新型微波辐射计的仿真研究

本文对一种以全功率微波辐射计为基础的新型微波辐射计———数字增益自动补偿微波辐射计进行了仿真研究。建立了微波辐射计系统各环节的数学模型并以此进行了仿真试验。仿真结果不仅证明了所建立的数学模型准确有效,而且为优化系统设计提供了重要参考,同时也为进一步实现星载环境仿真调试奠定了基础。     

星载微波成像仪数字仿真技术

星载微波成像仪是卫星遥感技术中获取信息的重要仪器,其性能直接影响整个卫星系统。由于在真实系统上直接试验的风险和代价太大,所以数字仿真技术成为一种行之有效的手段。提出了星载微波成像仪数字仿真的设计思想和目标;详细介绍了数字仿真实现的方法和仿真模型框图;描述了星载微波成像仪数字仿真研究的预期结果。     

星载微波成像仪天线扫描中动量补偿仿真的方法

天线机械扫描中动量补偿的仿真研究是星载微波成像仪仿真研究中的重要部分。为了使卫星在总体设计时能够对星载微波成像仪天线扫描产生的动量进行有效的补偿,就必须采用适当的方法获得可靠的补偿数据。在分析现有天线扫描方案的基础上,提出了天线扫描动量补偿的仿真研究方法,为进一步的研究工作奠定基础     

星载微波辐射计定标热源研究

介绍了应用频率在10-90GHz波段的星载微波辐射计定标热源的结构及其功能;论述了定标热源微波吸收材料选择、吸收体结构设计、热设计及温度测控等技术与方法;给出了定标热源吸收率和温度特性测试结果。地面和在轨运行均表明,该定标热源满足星载微波辐射计设计要求。     

星载微波辐射计定标热源研究

介绍了应用频率在10~90 GHz波段的星载微波辐射计定标热源的结构及其功能;论述了定标热源微波吸收材料选择、吸收体结构设计、热设计及温度测控等技术与方法;给出了定标热源吸收率和温度特性测试结果。地面和在轨运行均表明,该定标热源满足星载微波辐射计设计要求。     

移动通讯信号对星载微波辐射计的影响分析-以风云三号气象卫星微波湿度计为例

以风云三号气象卫星微波湿度计为例，通过手机信号对183.31GHz接收机的干扰实验，找到了干扰途径，进行了机理分析，并定量分析了移动通讯基站对在轨运行的星载微波辐射计的影响，给出在星载微波辐射计中预防和解决干扰的措施，并进行了实验验证。
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一种针对Windsat极化辐射计的海面风场反演方法

星载极化微波辐射计(Windsat)是美国于2003年1月6日发射的全球第一颗星载极化微波辐射计卫星,目的是为了验证极化辐射计在卫星上遥感海面风场的能力。针对Windsat在轨运行期间的数据,研究了风场反演的海洋和大气算法,进行了全球海面风场的反演,同时反演出其它地球物理参数。最后利用同步的其它数据对反演结果进行了验证。本文在极化辐射计风场反演方法和算法研究方面做了初步的尝试。     

毫米波/亚毫米波冰云探测辐射计模型仿真

冰云对全球气候的显著影响,使得利用毫米波/亚毫米波辐射计探测冰云分布持续受到关注。为从辐射计亮温测量值中反演出冰云粒子参数,完善的辐射传输正演模型起到非常关键的作用。针对即将发射的冰云成像仪毫米波/亚毫米波星载辐射计,建立起了包含粒子散射在内的完整的辐射传输模型。传输模型读取大气廓线及云层粒子微观参数,仿真计算得到辐射计各通道的辐射亮温。给出了辐射传输模型的详细配置,并分析了不同通道对云层粒子的敏感性。结果表明：冰云成像仪各通道对冰云粒子、雪粒子均有很强的敏感性,但只有低频率通道能探测到水云粒子、雨粒子的变化。辐射计通道中,不同的中心频率对冰晶粒子敏感度不同,从而可使辐射计探测不同高度、不同特性的粒子。对于同一中心频率,不同频偏对应不同的大气透明度,使得辐射计可进一步探测到不同高度的云层信息。仿真工作将会为后续的毫米波/亚毫米波辐射计设计、反演算法研究等打下良好的基础。     

提高微波辐射计测量精度研究

从测量误差的理论角度,分析了影响微波辐射计系统测量精度的各种因素,提出了研制和应用微波辐射计系统所要依据的4个温度概念,并从应用条件角度讨论了提高陆基、机载、星载微波辐射计系统测量精度的一些具体技术方案。     

基于SoPC的星载微波辐射计的数据采集系统

应用MC8051软核处理器,在FPGA上设计实现了基于软核的辐射计的科学数据采集,并通过1553B总线将数据传送到地面接收的采集系统。该方案在Xilinx公司FPGA芯片XC2V3000上得到了验证,满足航天星载微波辐射计多通道高分辨率的要求。     

数字增益自动补偿微波辐射计计算机仿真分析

数字增益自动补偿微波辐射计是一种新型的微波辐射计,有效地补偿了微波辐射计系统增益 的波动,提高了系统的稳定性。按照目标微波辐射能量在系统中传递的物理过程,利用物理与数学 相结合的方法建立了数字增益自动补偿微波辐射计的计算机仿真模型。应用已测得的系统参数(噪 声系数、增益),对系统性能进行了仿真分析,取得了与实际系统特性较好的一致性。同时,解释了工 程设计中涉及的主要问题。     

全极化微波信号海面风场反演技术现状与发展趋势

全极化微波辐射计是一种新型的被动微波遥感仪器,可以测量海面辐射的全部4个Stokes参数,提供了测量海面风场的一种新方法。首先介绍了国内外先进微波辐射计的技术特点及其海洋遥感应用情况,然后描述了海面微波发射信号的变化机理,以及海面全极化信号的风向谐波特征及其反演海面风场的优势,归纳了全极化微波信号海面风场反演的总体技术思路和产品精度,最后分析了全极化微波辐射计风场反演的关键技术和难点,并对该项技术的发展进行了展望。     

Prelaunch calibration and primary results from in-orbit calibration of the atmospheric correction microwave radiometer (ACMR) on the HY-2A satellite of China

The atmospheric correction microwave radiometer (ACMR) is one of the main payloads for correcting atmospheric path delay in the radar altimeter on the Haiyang-2A (HY-2A) satellite. The ACMR is a three-band microwave radiometer operating at 18.7, 23.8, and 37.0 GHz. Calibration of the ACMR is important for applying its measurements to correct for atmospheric effects on the HY-2A altimeter signal transmission in the air. Therefore, a detailed introduction to the principles and specifications of the ACMR system is given first. The thermal vacuum calibration method of the ACMR is discussed and analysed, and the microwave transfer functions and related coefficients are given, especially the nonlinear coefficients derived from a test for correcting nonlinear responses between the input of antenna temperature and the output of voltage at each channel of the ACMR. Furthermore, antenna pattern correction algorithms for removing the effects of side lobe and cross-polarization are derived and their coefficients are used for in-orbit data processing. Primary calibration results are given by comparing with the similar spaceborne Jason microwave radiometer (JMR) on the Jason-1 satellite and with the advanced microwave radiometer (AMR) on Jason-2. The results of this comparison show that the data from the ACMR match well to those from the JMR and AMR.     

Analysis of uncertainty in visibilty samples via average correlation in a synthetic aperture interferometric radiometer

Synthetic aperture interferometric radiometry (SAIR) has provided an effective approach for achieving high spatial resolution in remote sensing at microwave frequencies. The radiometric sensitivity of a synthetic aperture interferometric radiometer is determined by the uncertainty in visibility samples. Generally, visibility samples can be calculated by utilizing either nominal or redundant correlation methods, such as in microwave imaging radiometry with aperture synthesis. In this paper, we use the average of results from both methods, which results in a 1.5 dB improvement in the signal-to-noise ratio (SNR) of visibility samples by assuming double side band (DSB) inphase/quadrature (I/Q) demodulation. Moreover, the requirement for the baseband signals to have a high sampling rate for optimum visibility sample uncertainty can be greatly relaxed, regardless of the type of demodulation. The receiver complexity, volume, and power consumption will be also much lower, which is critical for airborne and space-borne SAIR applications. The mathematical derivation is presented in detail followed by verifications with several experiment results based on the SAIR prototype instrument.     

基于TMS320C6201的离散分数阶傅立叶变换快速算法详细实现

各种离散分数阶傅立叶变换DFRFT(Discrete Fractional Fourier Transform)算法的发展促进了分数阶傅立叶变换FRFT(Fractional Fourier Transform)在数字信号处理领域的应用。本文首先介绍了FRFT的定义和特性,并给出了几种DFRFT计算方法的比较。在对Ozaktas提出的DFRFT快速算法理论分析基础上,本文给出了基于TMS320C6201定点数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的快速算法详细实现。该详细充分利用FFT计算和数学处理来有效降低算法的运算量。     

机载前视风切变雷达信号处理方法分析

遭遇低空风切变是飞机失事的主要原因之一,利用机载气象雷达探测危险低空风切变的最大难题在于寻求一种好的信号处理算法,在气象信号回波功率远低于地杂波回波功率时仍有好的性能表现.介绍了机载前视风切变雷达的几种数字信号处理算法,重点讨论了脉冲对处理(PPP)法和傅立叶变换(FFT)法,分析了两种算法的原理特点,采用风切变回波模拟数据对两种算法进行了计算机仿真和性能对比分析,仿真结果表明,在一般情况下采用FFT和PPP方法估计风速的性能差异不大,在微下击暴流核心区域,都能获得对风速的良好估计.     

一种一维综合孔径微波辐射计的定标方法

综合孔径微波辐射计是被动微波遥感发展的新方向。综合孔径技术利用了以小口径天线阵列合成大的观测口径的技术，解决了在较低频率时天线物理口径要足够大才能得到期望的空间分辨率的严重缺陷。土壤湿度和海水盐度是影响全球气候和水气循环的重要因素。这些参数一般是在L波段范围观测得到，综合孔径辐射计就是减少天线孔径和重量，并最终可以观测反演出这两个参数的一项新兴技术。综合孔径辐射计不同于全功率辐射计，它测量的是视场亮温分布对于天线阵中不同基线长度的可视度函数分量。它的系统主体是稀疏天线阵和多通道相关接收机。在实际应用中，要得到土壤湿度等参数的反演，较高的系统亮温分辨率以及亮温与测量量之间的准确对应是至关重要的，这即是定标工作要完成的任务。定标直接影响微波辐射图解译和判读的准确度，是实现定量化微波遥感的前提。针对一雏综合孔径辐射计系统，给出了一种定标方案。其中分析了天线阵以及多通道相关接收机部分的定标，由得到的矩阵形式的空间频率响应信息推出了亮温图像的反演公式。     

Influence factors of sparse microwave imaging radar system performance:approaches to waveform design and platform motion analysis

Sparse microwave imaging radar is a newly developed concept of microwave imaging system,which tries to combine the traditional radar imaging system with sparse signal processing theories,achieving the aim of reducing the complexity of microwave imaging systems and enhancing the system performance.In this paper,we introduce some basic concepts of sparse signal processing theory,and then apply it to the traditional radar imaging system to get the mathematical model of sparse microwave imaging system.We analyze the factors that determine the performance of sparse microwave imaging radar,including scene,waveform and platform.According to the radar model,we analyze how these factors influence the radar system and how to optimize them.Simulation results of the sparse microwave imaging radar system are also provided.     

一种改进的STFT在PGPR回波信号处理中的应用

针对传统短时傅里叶变换（STFT）对时变显著信号分辨率不高的缺点,提出了一种对窗函数加调频系数的改进算法,用VC程序予以实现;并对一组三峡工地实测相控阵探地雷达（PGPR）回波数据进行处理,依据不同观测目的,对处理结果使用测点切片视图和频率切片视图进行显示。通过对视图的比较分析,结果表明在改进算法中选择合适的窗函数和窗参数,能有效提高时变显著信号的分辨率,对地质情况进行较精确的定位。