一种融合TEC控温及噪声温度补偿技术的微波冷噪声源制造技术

技术编号:46629233 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:27
本发明专利技术公开了一种融合TEC控温及噪声温度补偿技术的微波冷噪声源,属于微波辐射计校准技术领域。该装置包括冷源模块、噪声补偿模块和恒温控制模块,冷源模块通过场效应管与终端电阻生成低温噪声信号;噪声补偿模块基于热敏电阻与惠斯通电桥实时检测环境温度变化,驱动噪声二极管生成补偿信号,经衰减后与冷源噪声信号耦合,抵消环境温度引起的噪声温度偏移;恒温控制模块采用铂电阻传感器和PID算法闭环控制珀尔贴元件,实现精准调节(±0.1℃)。本发明专利技术结合噪声补偿与TEC负反馈控温技术,使系统噪声温度长期稳定在±0.1K范围内,显著提升了微波辐射计在户外复杂环境下的测量精度与可靠性,适用于遥感探测、无人机监测等场景。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及微波辐射计测量,更具体的说,它涉及一种用于辐射计校准的噪声补偿冷噪声源。


技术介绍

1、微波辐射计是一种接收各种物体辐射噪声功率的微波遥感仪器,为了确定接收功率的真实值,一般采用冷、热噪声源分别确立两个噪声功率的基准点,通过与天线接收到的噪声功率进行对比,从而精确测定噪声功率的具体数值。

2、热噪声源由于结构简单,目前技术已经相对成熟。而冷噪声源(以下简称“冷源”)输出的噪声温度随电路元件的物理温度变化很大,当元件的物理温度从15℃变化到45℃,噪声温度从113k上升到165k,偏移量达到52k。这对于实验室环境或用于医疗的微波辐射计尚可接受,而用于遥感技术的微波辐射计(例如探测土壤水分、海洋盐度或农作物生长状况等)往往需要面临长时间户外工作的情况,环境温度的变化极大地影响了冷源输出的噪声温度,最终导致辐射计观测结果出现偏差。

3、因此,为了提高微波辐射计的测量性能,本申请结合噪声补偿机制与恒温控制机制,降低了环境温度波动对冷源的干扰,提高了冷噪声源的测量精度。


技术实现思路

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【技术保护点】

1.一种融合TEC控温及噪声温度补偿技术的微波冷噪声源,其特征在于:包括冷噪声源、噪声补偿模块和恒温控制模块;在冷噪声源中,场效应管器件内部噪声源产生一路噪声信号并从栅极输出;同时,场效应管漏极连接温度已知的负载电阻,负载电阻产生另一路热噪声信号经过输出匹配网络传输至场效应管,通过场效应管的反向增益传递至栅极,两路噪声信号在栅极叠加为一路低温噪声信号,然后经过输入匹配网络传输至输出端口;噪声补偿模块由热敏电阻的阻值实时地反映环境温度的变化,热敏电阻与三个已知电阻构成惠斯通电桥,电桥与减法器连接,共同将热敏电阻阻值转换为直流电压信号,该直流电压信号驱动噪声源输出高温噪声至衰减器,高温噪声信...

【技术特征摘要】

1.一种融合tec控温及噪声温度补偿技术的微波冷噪声源,其特征在于:包括冷噪声源、噪声补偿模块和恒温控制模块;在冷噪声源中,场效应管器件内部噪声源产生一路噪声信号并从栅极输出;同时,场效应管漏极连接温度已知的负载电阻,负载电阻产生另一路热噪声信号经过输出匹配网络传输至场效应管,通过场效应管的反向增益传递至栅极,两路噪声信号在栅极叠加为一路低温噪声信号,然后经过输入匹配网络传输至输出端口;噪声补偿模块由热敏电阻的阻值实时地反映环境温度的变化,热敏电阻与三个已知电阻构成惠斯通电桥,电桥与减法器连接,共同将热敏电阻阻值转换为直流电压信号,该直流电压信号驱动噪声源输出高温噪声至衰减器,高温噪声信号经过衰减成为低温噪声信号,并与冷噪声源的噪声信号在输出端口进行耦合;恒温控制模块由铂电阻采集场效应管、负载电阻和高温噪声源的实时温度,温度数据被传输至微处理器,微处理器执行温度数据的比例积分微分控制并输出误差控制信号至双向电流驱动器,驱动器为帕尔贴元件提供工作电流,根据电流大小、方向的不同,帕尔贴元件实现整个系统的加热与冷却,最终维持系统温度的恒定。

2.根据权利要求1所述的一种融合tec控温及噪声温度补偿技术的微波冷噪声源,其特征在于:噪声补偿电路中:热敏电阻与定值电阻构成惠斯通电桥的首支桥臂,另两个定值电阻构成第二支桥臂,所述的热敏电阻选用ntcg204ah473jt1型负温度系数电阻,两桥臂间形成的720mv差分电压信号传输至减法器进行信号转换;减法器将差分信号转为单端信号并进行10倍增益放大,输出7.2v直流电压信号作为噪声二极管的偏置电压,使其产生6×106k高温噪声信号,所述噪声二极管选用nc302l;该信号经过50db衰减器生成一路60k低温噪声信号,与冷噪...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘杰史博瀚吴强
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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