[发明专利]一种焦平面成像式辐射计温度灵敏度测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种灵敏度测试系统，特别是一种焦平面成像式辐射计温度灵敏度测试系统。

背景技术

目前对微波辐射计的测量多采用整体测量系统，没有专用的测试设备，对微波辐射计进行测量时,需要一个温度可调节且辐射率接近1的大面积辐射源、一个密闭的微波暗室以隔离外界环境的干扰及配套的仪器设备。测试时将待测辐射计指向辐射源, 通过改变辐射源的物理温度来改变辐射源的辐射量，以得到辐射计的温度灵敏度。用于标定的辐射源由已知发射率的材料做成,其通过液氮或外部均匀加热的方式实现对其温度改变。这种测量方式一般选取一个高温点和一个低温点完成测试过程，在切换温度时，需要较长的过渡及稳定时间，另外，由于加热或冷却的方式及材料结构的问题很难做到较好的温度一致性。由于其属于开放式测试，对测量环境要求较高，需要一个整体测量环境，一般采用一个密闭的实验室，存在测试设备及测试环境复杂、对辐射源温度一致性要求高、测试时间长、效率低等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种焦平面成像式辐射计温度灵敏度测试系统，解决了传统测试系统对测试场地要求严格、辐射源温度一致性要求高、测试流程复杂、测试时间长和效率低的问题。

一种焦平面成像式辐射计温度灵敏度测试系统，包括：毫米波测试机箱、直流电源Ⅲ、示波器和待测辐射计。所述毫米波测试机箱包括：直流电源Ⅱ、毫米波噪声头、毫米波手动调节精密衰减器、同轴线Ⅱ、同轴波导转换接头Ⅱ、波导同轴转换接头和同轴线Ⅲ。直流电源Ⅱ和直流电源Ⅲ为毫米波噪声头和待测辐射计提供相应的激励和偏置电压。毫米波噪声头用于产生准确标定的噪声温度输出。毫米波手动调节精密衰减器进行衰减量的调节，以输出相应的噪声温度，作为待测辐射计温度灵敏度测量的基准。示波器完成待测辐射计输出数据的采集，以完成对辐射计温度灵敏度的测试。

直流电源Ⅱ的+28V电压输出端与毫米波噪声头的输入端连接；毫米波噪声头的噪声温度输出端口通过同轴线Ⅱ和同轴波导转换接头Ⅱ与毫米波手动调节精密衰减器的输入连接；毫米波手动调节精密衰减器的输出端通过波导同轴转换接头、同轴线Ⅲ和同轴波导转换接头Ⅲ与待测辐射计输入端口连接，其中，同轴线Ⅲ作为毫米波测试机箱对外连接的出口接线；待测辐射计输出接口与示波器连接；直流电源Ⅲ的输出端与待测辐射计的直流偏置端连接。直流电源Ⅱ输出一路，输出电压为+28V;直流电源Ⅲ输出大于等于三路，其中的两路：输出电压调节范围：0-±25V，输出电流：0-1A；其中的一路：输出电压调节范围：0-+6V，输出电流调节范围：0-5A，采用普通的直流电源或专用程控直流电源。毫米波噪声头输出的等效噪声温度大于等于1000K；毫米波手工调节精密衰减器的衰减范围：大于等于30dB，最小步进：0.05dB；衰减精度：优于±0.1dB；示波器幅度分辨率：优于±0.5mV。

工作流程具体为：

首先，进行真实衰减值标定，只需执行一次，在毫米波段，由于各类传输线及转接头的损耗相对比较大，为了提高测量的精度，采用矢量网络分析仪精确的标定各段传输线及转接头的损耗值，对衰减器的衰减值进行补偿。设定同轴线Ⅱ、同轴波导转换接头Ⅱ、波导同轴转换接头和同轴线Ⅲ的衰减损耗分别为L1、LL1、LL2、L2，单位：dB。根据噪声源公式，设定产生噪声温度T衰减器所需的衰减量为L，考虑到各种传输线及转接头损耗后，得到补偿之后的衰减器实际所用的衰减量L′=L-L1-LL1-LL2-L2；进而分别求出在不同温度、不同的衰减量下，所需的实际衰减量大小，将温度、衰减量和实际衰减量的数据制成衰减量校准表，以便于在测试过程中实时查找。

然后，进行开机预热稳定操作。通过连接待测辐射计；设定所需电压值，并连接到相应的偏置端口。待毫米波噪声头和待测辐射计工作状态稳定后，再进行正常的测试流程。