[发明专利]一种地基微波辐射计的非线性定标方法及装置

权利要求书

1.一种地基微波辐射计的非线性定标方法，该方法为针对一种噪声注入多点测量的非线性内定标法，所述内定标方法，具体步骤如下：

1)出厂前确定系统的非线性因子，具体步骤如下：

(1-1)检波器的非线性特征表示为：

U＝GP^α

其中U为检波电压，G为检波系数，α为非线性因子且0＜α＜1，P为输入功率；

(1-2)P为输入功率，该值为接收机噪声、注入噪声与天线噪声温度功率之和，根据Plank定律，在微波波段辐射功率与亮度温度成正比关系，因而检波输出电压与输入功率之间可以表示为：

U＝G(T_rec+T_inj+T_A)^α

上述方程中，T_rec接收机噪声温度、T_inj为注入噪声温度、T_A为天线温度、G为检波系数，α为非线性因子，其中T_rec，G和α为定标需要获取的三个未知量；

(1-3)多点噪声注入，在通常的高温和低温两个定标参考点之间提供若干额外的定标点，对非线性进行拟合；天线观测低温和常温黑体，可以获得两个定标点T_c～U₁和T_h～U₂，注入一定数值噪声T_n后可以获得另外两个定标点T_c+T_n～U₃和T_h+T_n～U₄；通过上述4个定标点对应的U值获得包括T_rec、G和α3个定标参数和T_inj的值，初步确定系统非线性系数α；

2)利用实验室变温源交叉多次验证上述步骤初步确定的系统的非线性系数α，进一步获得更精确的非线性系数α的值；

3)探测过程中进行准周期实时定标，其具体步骤如下：

(3-1)观测内置黑体，确定定标方程，此定标方程可表示如下：

U＝G(T_rec+T_A)^α

其中，U为检波电压，α为非线性因子且通过上述两个步骤确定该值，T_A为天线噪声温度；

为了求出以上公式中的检波系数G和接收机噪声温度T_rec这两个未知参数，通过已知数值的高温定标黑体和注入噪声，上式表示为：

U₁＝G(T_rec+T_h)^α

U₂＝G(T_rec+T_inj+T_h)^α

其中，U₁，U₂为检波电压且通过检测获得，G为待求解的检波系数，α为已知的非线性因子，T_rec为待求解的接收机噪声温度，T_h为已知的高温黑体温度，T_inj为已知的注入噪声温度；

通过求解包含两个未知参数的方程组，得出检波系数G和接收机噪声温度T_rec这两个未知参数；

(3-2)利用定标方程反演亮度温度，完成定标，公式如下：

U＝G(T_rec+T_A)^α

其中，U为已知的检波电压，G为步骤(3-1)获得的检波系数，α为已知的非线性因子，T_rec为步骤(3-1)获得的接收机噪声温度；

求解此方程反演出天线的亮度温度T_A，完成定标过程。

2.根据权利要求1所述的地基微波辐射计的非线性定标方法，其特征在于，所述的内定标法，能够用外定标保证内定标过程的正确性，所述的外定标通过利用产品配套的外置低温黑体进行周期为半年至一年的周期性检验维护，用于对系统的非线性特征参数进行重新确认，并将新的确认结果输入到探测仪中。