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第三章微波遥感器.ppt

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a是辐射计常数,与辐射计类型有关,通常取1-3,Tsys是系 统的噪声温度,BRf是输入的射频噪声带宽,由中放带宽决定; τi是积分器的有效积分时间。
厘米波段辐射计的温度分辨率一般为0.1K,毫米波段要差 一个数量级
大作业(三)常用微波辐射计简介。(查阅目前为止,具 有的微波辐射计类型,针对其中一种或几种较为详细的描述)
全功率辐射计、Dicke比较型辐射计、Graham辐射计、噪 声相加型辐射计、相关辐射计等。
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二、微波辐射计的校准(或者称为定标)
建立接收机输出指示器(如电压、电流、极化等)与辐射计 输入噪声温度之间的关系,由测量输出指示与校准源噪声温度 之间的函数关系来实现。输出指示器与Tcai之间的关系所得的 结果,为建立接收机输出与天线温度T‘A之间的关系提供了所必 要的标定因子。(接收机校准)
1、接收机校准 大多数辐射计的接收机都是线性感应系统,其输出指示
Iout直接与天线温度T‘A成比例
只要对T‘A的两个已知值分别测出Iout,,就可确定上式中 的常数a和b。
已经采用的校准噪声源有三种。第一种是其温度保持在
已知恒定值的匹配负载(电阻器)。第二种是已知其发射率的
高吸收无反射材料。这些材料可构成其发射率接近于1的无
2、微波辐射计的接收机功率
微波幅射计实际上是一台工作在微波波段内的宽频带噪声接 收机。它由天线、微波宽带接收机、数据记录或储存装置等部 分组成。第一台实用的微波辐射计是Dicke在1946年首先制成的, 称为Dicke型接收机。至今,所有的各种微波辐射计,基本上都 是Dicke型接收机的不同改型。
辐射计系统的等效输入噪声功率Psys是由天线发送的噪声功率 P’A和传输线-接收机组合的等效输入噪声功率PREC两部分。
建立T‘A与被观测区域的辐射特性之间的关系即天线校准。 T‘A包括二部分:(1)天线主瓣接收到的能量,这是所需要的量; (2)从天线主瓣以外的方向接收到的能量(旁瓣的贡献),(3)天 线结构本身发射的热能。要分解出它们对T‘A的影响成分(由 标准的测定方法测定),天线辐射效率决定(3)。
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微波幅射计存在着本身固有的缺点:(1)目标所发射的电磁 波是非相干的和不可控制的(2)所接收的目标信号极其微弱, 一般在10-9-10-20(W/m2)量级,典型值为10-12(W/m2) 。这样的 功率甚至比接收机的本机噪声还小几个数量级,很难用一般方 法接收。
2、微波辐射计的结构及接收机功率
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反射空腔。第三种是冷校准源,即外层空间,它只适用于星
载辐射计系统的校准。当天线对准宇宙空间时,它所观测的
亮温是2.7K。
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以上讨论是假定辐射计前端所有的每一个射频元件和传输线 部是理想匹配,也就是说,不存在因阻抗失配引起的反射。 实际上,不存在任何反射是不可能的,只能通过阻抗匹配技 术使阻抗失配引起的反射达到最小。所以,实际定标过程中 要进一步讨论阻抗失配对辐射计测量准确度的影响。
TA是无耗天线 观测区域的天 线辐射温度
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B为系统带宽,通常是中频放大器的有效带宽。 如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络,则等
效输入噪声温度为
L为传输线的损耗因子,Tp为传输线的实际温度,TREc为接 收机的等效输入噪声温度。
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如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络,则等 效输入噪声温度为 L为传输线的损耗因子,Tp为传输线的实际温度,TREc为接收 机的等效输入噪声温度。
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阻抗失配的影响可以通过下列步骤来计算:
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1、微波辐射计优、缺点 由于本身无发射信号所以 (1)极不容易被发现,保密性好
(2)功耗和体积都很小 (3)由于单程接收,灵敏度依赖于R2而 不是R4可大大提高作用距离。
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1、微波辐射计优、缺点 由于本身无发射信号所以 (1)极不容易被发现,保密性好
(2)功耗和体积都很小 (3)由于单程接收,灵敏度依赖于R2而 不是R4可大大提高作用距离。
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§3.1 微波辐射计
一、微波辐射计概述
用来接收和记录物体的微波幅射能的仪器,称为微波辐射 计。它的功能就是测量天线的噪声温度,可以代表天线传递 给接收机的功率。
微波辐射计本身不发射微波能量,只是被动地接收由被测物 体及其周围环境辐射的微波随机噪声。因此,它仅仅依赖于目 标的自然辐射。E:\F盘备份后\科研\微波辐射计
及微波遥感器的发展方向。
第四章
பைடு நூலகம்
微波遥感的应 用
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陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。
第五章
课程及大作业 评议、讨论
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纵横分析、资料分析、学习方法升华,作业及课堂 情况考核。
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第3章 微波遥感器
※ 微波辐射计 ※ 雷达高度计 ※ 微波散射计 ※ 侧视雷达、全息雷达等
用真心和激情去演绎人生,用真情去拥抱生 活,认认真真在“探索与学习”中走过人生中 的每一步,在“探索与学习”中不断发现自我、 改变自我、超越自我!
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章序
讲授题目
学 时
主要内容
第一章
绪论
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方法分享、遥感的基本概念概念、研究内容、微波 遥感的优越性及其应用等。
第二章
微波遥感的基 本原理
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电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、 微波遥感的技术基础。
第三章
微波遥感器(微波辐射计、雷达(高度计)、微波 微波遥感器 10 散射计、俯视雷达、微波全息雷达简介)介绍、了解
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3、微波辐射计空间分辨率、温度分辨率 在工作高度一定时(相对位置)时空间分辨率为
k是与天线类型有关的常数,其值在0.88至2之间,一般取 k=1.3,λ是工作波长,D是天线的有效孔径:R是观测距离。
温度分辨率指对两个不同辐射源的亮度温度的分辨能力,有 时也叫做热分辨率或可检最小温度差。它是辐射计灵敏度的一 种度量。
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