本发明专利技术公开了一种用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，用于实现陆地/海洋宽幅大气路径延迟信号的探测，该高频微波辐射计包括天线单元、接收机单元、6个中频单元和数控单元；天线单元用于获取陆地/海洋辐射信号并通过极化分离馈入接收机单元；接收机单元，用于对收到的极化信号分离得到垂直极化和水平极化的75GHz、89GHz及119GHz辐射信号，再分别经低噪放、混频和放大输出设定频率和带宽的信号至对应的中频单元；中频单元用于输出幅度与中频信号的功率成线性关系的电压信号并同步传输至数控单元；数控单元，用于对接收的电压信号进行采集，输出控制信号至接收机单元和天线单元，还用于与卫星系统进行数据传输和通讯。还用于与卫星系统进行数据传输和通讯。还用于与卫星系统进行数据传输和通讯。
【技术实现步骤摘要】
一种用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计
[0001]本专利技术涉及微波遥感仪器和大气湿度校正领域，具体涉及一种用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计。
技术介绍
[0002]目前利用微波辐射计进行大气路径延迟校正的辐射计频率通常在23.8和37.0GHz附近，用来测量大气水汽和液态水的影响。为了增加对海面风影响的校正，微波辐射计需要包括18.7GHz。现有技术这三个频率组合的校正辐射计如图1所示，由电源单元，数控单元，天线以及接收机单元组成。它通过固定指向天底点的一副抛物面天线获取海洋辐射信号，通过微波开关实现冷空，热源以及地球目标的一次观测，三个频率的接收机仅接收垂直极化或者水平极化信号。该校正辐射计整体观测频率较低，天线口径较大，单极化，固定天底角观测，只能实现窄幅的海洋大气湿路径延迟校正。为了实现宽幅大气路径延迟的测量，校正辐射计需采用旋转扫描的方式。而现有的校正辐射计难以实现交轨扫描的旋转扫描方式，同时对于卫星平台的姿态会产生一定的扰动，这会导致宽幅高度计观测能力下降。因此仅通过目前的校正辐射计无法实现与卫星高度计同程的宽幅大气路径延迟的测量。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于针对宽幅大气路径延迟校正的特殊需求，提出了一种进行大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，用于实现陆地/海洋宽幅大气路径延迟信号的探测，所述高频微波辐射计包括：天线单元、接收机单元、6个中频单元和数控单元；其中，
[0005]所述天线单元，用于获取陆地/海洋辐射信号，通过极化分离分别得到垂直极化信号和水平极化信号，馈入接收机单元；
[0006]所述接收机单元，用于对收到的目标场景的垂直极化信号进行分离得到垂直极化的75GHz、89GHz和119GHz的辐射信号，对收到的目标场景的水平极化信号进行分离得到水平极化的75GHz、89GHz和119GHz的辐射信号，再对每一路辐射信号分别进行低噪放的放大、混频和放大处理，输出设定频率和带宽的极化信号至对应的中频单元；
[0007]所述中频单元，用于对接收的信号进行检波和中频放大，输出幅度与中频信号的功率成线性关系的电压信号，并同步传输至数控单元；
[0008]所述数控单元，用于对接收的电压信号进行采集，输出控制信号对接收机单元和天线单元的工作状态进行控制，还用于与卫星系统进行数据传输和通讯。
[0009]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述天线单元包括：平面镜、偏置抛物面反射面天线、极化分离器、垂直极化馈源和水平极化馈源；其中，
[0010]所述平面镜，用于在电机驱动控制下转动，获取陆地/海洋辐射信号并反射至偏置抛物面反射面天线；
[0011]所述偏置抛物面反射面天线，用于接收平面镜反射的陆地/海洋辐射信号并发送至极化分离器；
[0012]所述极化分离器，用于对接收到的辐射信号进行极化分离，分别得到垂直极化信号和水平极化信号；
[0013]所述垂直极化馈源，用于接收垂直极化信号并馈入接收机单元；
[0014]所述水平极化馈源，用于接收水平极化信号并馈入接收机单元。
[0015]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述平面镜，还用于在电机驱动控制下转动，获取高频微波辐射计的热定标源的辐射信号并反射至偏置抛物面反射面天线，获取冷空辐射信号并反射至偏置抛物面反射面天线。
[0016]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述天线单元包括：偏置抛物面反射面天线、馈源和极化分离器；其中，
[0017]所述偏置抛物面反射面天线，用于在电机驱动控制下扫描，获取陆地/海洋辐射信号；
[0018]所述馈源，用于将接收到的辐射信号馈入到极化分离器；
[0019]所述极化分离器，用于对接收到的辐射信号进行极化分离，分别得到垂直极化信号和水平极化信号，并分别传输至垂直极化接收机单元和水平极化接收机单元；
[0020]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述偏置抛物面反射面天线，还用于在电机驱动控制下扫描，获取高频微波辐射计的热定标源的辐射信号并发送至极化分离器，获取冷空辐射信号并发送至极化分离器。
[0021]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述接收机单元包括垂直极化接收机单元和水平极化接收机单元；其中，
[0022]所述垂直极化接收机单元，用于对收到的目标场景的垂直极化信号进行分离得到垂直极化的75GHz、89GHz和119GHz的辐射信号，再分别经低噪放的放大、混频和放大处理，输出设定频率和带宽的垂直极化信号至对应的中频单元；
[0023]所述水平极化接收机单元，用于对收到的目标场景的水平极化信号进行分离得到水平极化的75GHz、89GHz和119GHz的辐射信号，再分别经低噪放的放大、混频和放大处理，输出设定频率和带宽的水平极化信号至对应的中频单元。
[0024]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述垂直极化接收机单元包括：分工器和三路接收通道；其中，
[0025]所述分工器，用于分离得到频率分别为75GHz、89GHz和119GHz的垂直极化射频信号，并按不同频率分别输入三路接收通道；
[0026]每路接收通道包括依次串联的低噪放、混频器和前端放大器；其中，
[0027]所述低噪放，用于对收到的垂直极化射频信号进行放大；
[0028]所述混频器，用于对放大的信号进行混频，提取设定频率和带宽的信号；
[0029]所述前端放大器，用于对设定频率和带宽的信号进行放大达到检波要求，并输入对应的中频单元。
[0030]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述水平极化接收机单元包括：分工器和三路接收通道；其中，
[0031]所述分工器，用于分离得到频率分别为75GHz、89GHz和119GHz的水平极化射频信
号，并按不同频率分别输入三路接收通道；
[0032]每路接收通道包括依次串联的低噪放、混频器和前端放大器；其中，
[0033]所述低噪放，用于对收到的水平极化射频信号进行放大；
[0034]所述混频器，用于对放大的信号进行混频，提取设定频率和带宽的信号；
[0035]所述前端放大器，用于对设定频率和带宽的信号进行放大达到检波要求，并输入对应的中频单元。
[0036]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述中频单元包括检波器和中频放大器；其中，
[0037]所述检波器，用于使输出的电压信号的幅度与中频信号的功率成线性关系；
[0038]所述中频放大器，用于对检波器输出的电压信号进行中频放大后输出，并同步传输至数控单元。
[0039]作为上述高频微波辐射计的一种改进，所述高频微波辐射计还包括电源，用于为所述高频微波辐射计供电。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
[0041]本专利技术提出了一种新型的高频微波辐射计，体积小、双极化设计、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，用于实现陆地/海洋宽幅大气路径延迟信号的探测，其特征在于，所述高频微波辐射计包括：天线单元、接收机单元、6个中频单元和数控单元；其中，所述天线单元，用于获取陆地/海洋辐射信号，通过极化分离分别得到垂直极化信号和水平极化信号，馈入接收机单元；所述接收机单元，用于对收到的目标场景的垂直极化信号进行分离得到垂直极化的75GHz、89GHz和119GHz的辐射信号，对收到的目标场景的水平极化信号进行分离得到水平极化的75GHz、89GHz和119GHz的辐射信号，再对每一路辐射信号分别进行低噪放的放大、混频和放大处理，输出设定频率和带宽的极化信号至对应的中频单元；所述中频单元，用于对接收的信号进行检波和中频放大，输出幅度与中频信号的功率成线性关系的电压信号，并同步传输至数控单元；所述数控单元，用于对接收的电压信号进行采集，输出控制信号对接收机单元和天线单元的工作状态进行控制，还用于与卫星系统进行数据传输和通讯。2.根据权利要求1所述的用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，其特征在于，所述天线单元包括：平面镜、偏置抛物面反射面天线、极化分离器、垂直极化馈源和水平极化馈源；其中，所述平面镜，用于在电机驱动控制下转动，获取陆地/海洋辐射信号并反射至偏置抛物面反射面天线；所述偏置抛物面反射面天线，用于接收平面镜反射的陆地/海洋辐射信号并发送至极化分离器；所述极化分离器，用于对接收到的辐射信号进行极化分离，分别得到垂直极化信号和水平极化信号；所述垂直极化馈源，用于接收垂直极化信号并馈入接收机单元；所述水平极化馈源，用于接收水平极化信号并馈入接收机单元。3.根据权利要求2所述的用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，其特征在于，所述平面镜，还用于在电机驱动控制下转动，获取高频微波辐射计的热定标源的辐射信号并反射至偏置抛物面反射面天线，获取冷空辐射信号并反射至偏置抛物面反射面天线。4.根据权利要求1所述的用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，其特征在于，所述天线单元包括：偏置抛物面反射面天线、馈源和极化分离器；其中，所述偏置抛物面反射面天线，用于在电机驱动控制下扫描，获取陆地/海洋辐射信号；所述馈源，用于将接收到的辐射信号馈入到极化分离器；所述极化分离器，用于对接收到的辐射信号进行极化分离，分别得到垂直极化信号和水平极化信号，并分别传输至垂直极化接收机单元和水平极化接收机单元。5.根据权利要求4所述的用于大气湿路径延迟校正的高频微波辐射计，其特征在于，所述偏置抛物面反射面天线，还用于在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振占，何文明，张德海，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：
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