星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统和方法，本发明专利技术的定标系统结构简单、易于实现。通过外定标源网络实时标定定标辐射计，定标辐射计接收机实时测试噪声源网络输出，可以实时有效而精准的测试噪声源网络的输出，可以降低对噪声源稳定性和功分网络各个通道一致性要求，降低工程实现难度。采用分布定标方式，逐步消除各类误差，有利于逐步评估各类误差校正效果，从而针对性的调整硬件设计方案，同时便于调试测试。

【技术实现步骤摘要】
星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统和方法
本专利技术涉及一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统和方法。
技术介绍
微波辐射计具有不受气候条件干扰，无需光照的特点，具有全天候、全天时的工作能力，甚至能够穿透一定深度的地表和植被，受到了航天大国的重视，广泛应用于气象、海洋、国土资源、环境、天文观测和深空探测领域。为实现星载微波辐射计高空间分辨率，需要大口径天线，天线口径的增加给加工和机械扫描带来困难，综合孔径辐射探测可以避免这一困难，但系统结构复杂，并无法实现多频段一体探测。而采用一维实孔径与一维综合孔径混合的体制可以较好的折中，因此是当前新体制微波探测的研究重点与热点。综合孔径技术是建立在多阵元协作模式基础上的，与传统的实孔径技术相比，需要额外考虑通道、天线间的一致性以及互耦、采样同步等多种因素，极大的增加了其校正上的难度和复杂度。综合孔径微波辐射计系统硬件的非理想特性也会引入系统误差，导致输出亮温图像质量下降，使图像产生严重失真、甚至完全丧失图像轮廓特征。目前综合孔径定标思路主要参照西班牙PolytechnicUniversityofCatalonia的Camps教授1996年的博士论文，它按照系统硬件构成非理想性的来源不同，将系统误差分为了天线误差、接收机通道误差、基线误差三个大类，针对各部分硬件的非理想性分别进行校正，对于实际的应用以及误差校正来说太过于复杂，难以校正所有系统误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统和方法，能够全面、分步校正由于阵列结构和硬件非理想特性带来的系统误差，解决现有校正技术的不足。为解决上述问题，本专利技术提供一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，包括：相干噪声源网络，用于连接被测辐射计系统，并等功率输出稳定的相干噪声信号至所述被测辐射计系统；定标微波辐射计接收机网络，用于连接所述相干噪声源网络，并实时测量所述相干噪声信号；非相干噪声源网络，用于连接被测辐射计系统，并输出稳定的非相干噪声信号至所述被测辐射计系统；内定标开关，用于连接所述相干噪声源网络和非相干噪声源网络，并切换所述相干噪声信号和非相干噪声信号输入。进一步的，在上述系统中，所述被测辐射计系统为一维综合孔径微波辐射计系统，所述被测辐射计系统由微波辐射计接收机线性阵列构成。进一步的，在上述系统中，所述相干噪声源网络包括噪声源、功分移相网络，所述功分移相网络连接所述噪声源。进一步的，在上述系统中，所述功分移相网络包括功分电路和移相电路。进一步的，在上述系统中，所述定标微波辐射计接收机网络包括：外定标源网络、外定标开关和所述定标微波辐射计接收机，其中，所述外定标开关连接所述外定标源网络和所述相干噪声源网络，所述定标微波辐射计接收机连接所述外定标开关。进一步的，在上述系统中，所述外定标源网络包括：冷空源、热定标源。进一步的，在上述系统中，所述外定标开关为单刀三掷开关。进一步的，在上述系统中，所述非相干噪声源网络由若干个相对独立的匹配负载构成。进一步的，在上述系统中，所述内定标开关为单刀三掷开关。根据本专利技术的另一面，提供一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标方法，采用上述系统，所述方法包括：步骤一：相干噪声源网络通过内定标开关输入相干噪声信号至被测综合孔径微波辐射计系统，用以校正综合孔径系统乘性相位误差因子；步骤二：定标微波辐射计接收机网络中的外定标源网络通过外定标开关80接入定标微波辐射计接收机中，用以对定标微波辐射计接收机进行标定；步骤三：定标微波辐射计接收机通过外定标开关接入相干噪声源网络对噪声源进行测试，用以校正综合孔径系统乘性幅度误差因子。步骤四：非相干噪声源网络通过内定标开关输入到被测微波辐射计系统中，用以校正加性误差因子。进一步的，在上述方法中，所述乘性误差因子包括乘性幅度误差因子和乘性相位误差因子。进一步的，在上述方法中，所述定标微波辐射计接收机通过外定标开关接入所述相干噪声源网络，用以实时测试所述相干噪声源网络输出，包括：采用所述定标微波辐射计接收机实时测量相干噪声源网络。与现有技术相比，本专利技术的定标系统结构简单、易于实现。通过外定标源网络实时标定定标辐射计，定标辐射计接收机实时测试噪声源网络输出，可以实时有效而精准的测试噪声源网络的输出，可以降低对噪声源稳定性和功分网络各个通道一致性要求，降低工程实现难度。采用分布定标方式，逐步消除各类误差，有利于逐步评估各类误差校正效果，从而针对性的调整硬件设计方案，同时便于调试测试。附图说明图1是本专利技术一实施例的星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统的结构图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术提供一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，包括：相干噪声源网络10，用于连接被测辐射计系统50，并等功率输出稳定的相干噪声信号至所述被测辐射计系统50；定标微波辐射计接收机网络20，用于连接所述相干噪声源网络30，并实时测量所述相干噪声信号；非相干噪声源网络30，用于连接被测辐射计系统50，并输出稳定的非相干噪声信号至所述被测辐射计系统50；内定标开关40，用于连接所述相干噪声源网络10和非相干噪声源网络30，并切换所述相干噪声信号和非相干噪声信号输入。在此，针对各种不同类型的一维综合孔径微波辐射计误差，从工程应用角度出发，研究全面准确的误差校正系统和方法具有重要意义。本专利技术的定标系统结构简单、易于实现。通过外定标源网络实时标定定标辐射计，定标辐射计接收机实时测试噪声源网络输出，可以实时有效而精准的测试噪声源网络的输出，可以降低对噪声源稳定性和功分网络各个通道一致性要求，降低工程实现难度。本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述被测辐射计系统为一维综合孔径微波辐射计系统，所述被测辐射计系统由微波辐射计接收机线性阵列构成。如图1所示，本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述相干噪声源网络10包括噪声源100、功分移相网络，所述功分移相网络连接所述噪声源100。本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述功分移相网络包括功分电路和移相电路。如图1所示，本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述定标微波辐射计接收机网络20包括：外定标源网络70、外定标开关80和定标微波辐射计接收机90，其中，所述外定标开关80连接所述外定标源网络70和所述相干噪声源网络10，所述定标微波辐射计接收机90连接所述外定标开关80。本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述外定标源网络包括：冷空源、热定标源。本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述外定标开关为单刀三掷开关。如图1所示，本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述非相干噪声源网络30由若干个相对独立的匹配负载60构成。本专利技术的星载分步式一维综合孔径微波微波辐射计定标系统一实施例中，所述内定标开关为单刀三掷开关。如附图1所示，本专利技术还提供另一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于，包括：相干噪声源网络，用于连接被测辐射计系统，并等功率输出稳定的相干噪声信号至所述被测辐射计系统；定标微波辐射计接收机网络，用于连接所述相干噪声源网络，并实时测量所述相干噪声信号；非相干噪声源网络，用于连接被测辐射计系统，并输出稳定的非相干噪声信号至所述被测辐射计系统；内定标开关，用于连接所述相干噪声源网络和非相干噪声源网络，并切换所述相干噪声信号和非相干噪声信号输入。

【技术特征摘要】
2018.04.08 CN 20181030785381.一种星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于，包括：相干噪声源网络，用于连接被测辐射计系统，并等功率输出稳定的相干噪声信号至所述被测辐射计系统；定标微波辐射计接收机网络，用于连接所述相干噪声源网络，并实时测量所述相干噪声信号；非相干噪声源网络，用于连接被测辐射计系统，并输出稳定的非相干噪声信号至所述被测辐射计系统；内定标开关，用于连接所述相干噪声源网络和非相干噪声源网络，并切换所述相干噪声信号和非相干噪声信号输入。2.如权利要求1所述的星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于，所述被测辐射计系统为一维综合孔径微波辐射计系统，所述被测辐射计系统由微波辐射计接收机线性阵列构成。3.如权利要求1所述的星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于，所述相干噪声源网络包括噪声源、功分移相网络，所述功分移相网络连接所述噪声源。4.如权利要求3所述的星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于，所述功分移相网络包括功分电路和移相电路。5.如权利要求1所述的星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于，所述定标微波辐射计接收机网络包括：外定标源网络、外定标开关和定标微波辐射计接收机，其中，所述外定标开关连接所述外定标源网络和所述相干噪声源网络，所述定标微波辐射计接收机连接所述外定标开关。6.如权利要求5所述的星载分步式一维综合孔径微波辐射计定标系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雄，赵锋，姚崇斌，徐红新，李恩晨，刘甡，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31