[发明专利]星载太赫兹多角度冰云成像仪

说明书

本发明提供了一种星载太赫兹多角度冰云成像仪，包括转动单元；所述转动单元包括平面反射面天线、抛物面反射面天线以及多个频段的馈源喇叭和接收机；所述平面反射面天线，用于接收冰云辐射信号，并将所述冰云辐射信号反射至所述抛物面反射面天线；所述抛物面反射面天线，用于将所述冰云辐射信号反射至所述多个频段的馈源喇叭和接收机；所述多个频段的馈源喇叭和接收机，用于接收所述冰云辐射信号。本发明中第一驱动机构用于驱动所述平面反射面天线的角度，使得所述平面反射面天线能够以不同角度进行冰云探测。本发明能够探测冰粒子有效半径在50～800um范围内的冰云，且多角度探测能够反演冰粒子形状因子。

技术领域

本发明涉及冰云成像仪，具体地，涉及一种星载太赫兹多角度冰云成像仪。

背景技术

冰云是对流层上层中全部或部分由冰晶组成的云，在全球的覆盖率高达30％，对全球水循环、能量循环等有着重要影响。冰云探测主要应用体现在气候变化研究、天气预报、数值天气预报模式及云降水物理学等几个方面。

冰云探测载荷主要分为光学遥感、微波遥感和雷达探测共3类载荷。一方面根据电磁波与冰粒子散射特性研究，冰粒子有效尺寸与波长越接近，散射效应越强，因此光学遥感载荷可探测50um以下的冰粒子，雷达探测载荷可探测800um以上的冰粒子，目前正缺少50～800um冰粒子的探测载荷，太赫兹波长与该范围冰粒子尺寸相当，可弥补50～800um冰粒子的探测空白。另一方面冰粒子的散射效应除了与尺寸相关外，还与形状因子也有直接相关性，对冰云以不同角度进行探测，可得到冰粒子的形状因子，目前已有的冰云探测载荷均是单一角度进行探测。

为更好的分析冰粒子的散射特性，从而提高气象预报精度，减小气候预测不确定度，对冰云成像仪提出了新的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种星载太赫兹多角度冰云成像能够更好的分析冰粒子的散射特性，从而提高气象预报精度，减小气候预测不确定度。

根据本发明提供的星载太赫兹多角度冰云成像仪，包括转动单元；

所述转动单元包括平面反射面天线、抛物面反射面天线以及多个频段的馈源喇叭和接收机；

所述平面反射面天线，用于接收冰云辐射信号，并将所述冰云辐射信号反射至所述抛物面反射面天线；

所述抛物面反射面天线，用于将所述冰云辐射信号反射至所述多个频段的馈源喇叭和接收机；

所述多个频段的馈源喇叭和接收机，用于接收所述冰云辐射信号。

优选地，所述多个频段的馈源喇叭和接收机包括垂直极化183GHz的馈源喇叭和接收机、垂直极化243GHz的馈源喇叭和接收机、水平极化243GHz的馈源喇叭和接收机、垂直极化325GHz的馈源喇叭和接收机、垂直极化448GHz的馈源喇叭和接收机、垂直极化664GHz的馈源喇叭和接收机以及水平极化664GHz的馈源喇叭和接收机；

所述垂直极化183GHz的馈源喇叭和接收机用于探测水汽廓线和降雪，所述垂直极化243GHz的馈源喇叭和接收机和水平极化243GHz的馈源喇叭和接收机用于探测卷云，所述垂直极化325GHz的馈源喇叭和接收机用于探测云冰有效粒子半径，所述垂直极化448GHz的馈源喇叭和接收机、所述垂直极化664GHz的馈源喇叭和接收机以及所述水平极化664GHz的馈源喇叭和接收机用于探测云冰水路径和卷云。

优选地，还包括第一驱动机构；

所述第一驱动机构，用于驱动所述平面反射面天线转动，使得所述平面反射面天线能够以不同角度进行冰云探测。

优选地，还包括固定单元；

所述固定单元包括冷空定标镜和热定标辐射源；