[发明专利]一种用于测量大气路径延时的星载微波辐射计系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星测量领域，特别涉及一种用于测量大气路径延时的星载微波辐射计系统。

背景技术

在卫星上利用微波信号测量卫星到海面高度，通常是通过向下发射微波信号并测量信号返回时间的方式实现的。微波信号在传输过程中会受到传输路径上大气的影响，影响结果会造成信号在传输路径上产生延时。利用星载微波辐射计对天底点测量大气辐射，可以反演垂直路径上湿对流层的路径延时。作为湿对流层路径延时校正用的微波辐射计，其工作时的频率要包含大气水汽吸收谱线和大气窗通道。其中，利用大气水汽吸收谱线能够测量大气水汽的影响，利用大气窗通道能够测量海洋表面和云的贡献。

现有技术中的微波辐射计有两种类型。一种是在工作时采用三个频率，其中的一个频率对应大气水汽吸收谱线，另外两个频率对应大气窗通道，这三个频率使用同一共馈抛物面观测天线。这种类型的微波辐射计能够在三个频率上测得微波辐射数据，因而可以独立反演得到垂直路径上大气水汽对信号延时的影响。但也存在一定的缺陷，如由于三个频率使用同一共馈抛物面观测天线，因此天线反射面的总体利用率不高，天线增益不够好。另一种类型的微波辐射计在工作时用两个频率，一个频率对应大气水汽吸收谱线，另一个频率对应大气窗通道。这两个频率使用分馈抛物面观测天线，且天线波束沿卫星的运动方向排列。这种类型微波辐射计的天线反射面的总体利用率高，但有云情况下不能独立反演得到垂直路径上大气水汽对信号延时的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的微波辐射计所存在的缺陷，从而提供一种天线反射面的总体利用率高，而且可以独立反演得到垂直路径上大气水汽对信号延时的影响的微波辐射计。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于测量大气路径延时的星载微波辐射计系统，包括观测天线单元1、定标天线单元2、接收单元3以及控制与数据处理单元4；所述的观测天线单元1与定标天线单元2所接收到的信号各自传输到所述的接收单元3，所述的接收单元3将所接收的信号传输到所述的控制与数据处理单元4；其中，

所述的观测天线单元1用于接收海面及大气的微波辐射，包括三个馈源5与一个抛物面6，所述的三个馈源5分别覆盖18.7GHz、23.8GHz、37GHz的频段；所述三个馈源5沿卫星飞行方向排列，且在排列时，所述频率为37GHz的馈源在中间，其波束方向指向天底点，所述频率为23.8GHz和18.7GHz的馈源在所述频率为37GHz的馈源的两边，波束方向在所述指向天底点的波束两边正负2.5°以内。

上述技术方案中，所述馈源采用铝合金材料实现。

上述技术方案中，所述抛物面6采用碳纤维铝蜂窝夹心反射面实现。

上述技术方案中，所述定标天线单元2用于冷空定标，包括三个定标天线，分别用于接收18.7GHz、23.8GHz、37GHz频段的冷空背景辐射信号。

上述技术方案中，所述定标天线采用铝合金材料制成，为波纹喇叭天线形式，每个频率天线的波束宽度在15°±1°之间。

本发明的优点在于：

本发明的微波辐射计中，三个频率的天线波束沿卫星的运动方向排列，天线反射面的总体利用率高，而且可以独立反演得到垂直路径上大气水汽对信号延时的影响。

附图说明

图1是本发明的星载微波辐射计系统在一个实施例中的结构示意图；

图2是本发明的星载微波辐射计系统中的观测天线单元的侧视图；

图3是本发明的星载微波辐射计系统中的观测天线单元的正视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

在图1中给出了一个实施例中的本发明的星载微波辐射计系统的结构示意图。该系统包括观测天线单元1、定标天线单元2、接收单元3以及控制与数据处理单元4。其中，所述的观测天线单元1与定标天线单元2所接收到的信号各自传输到所述的接收单元3，所述的接收单元3将所接收的信号传输到所述的控制与数据处理单元4。下面对该系统中的各个单元的功能与结构做进一步描述。