[发明专利]微波主被动复合探测的装置及方法

说明书

本发明提供了一种微波主被动复合探测的装置及方法，该装置包括：主动雷达、被动辐射计；所述主动雷达用于发送雷达信号和接收回波信号；所述被动辐射计用于接收辐射信号；其中，所述主动雷达和所述被动辐射计的工作频率不同，当所述主动雷达接收回波信号时，所述被动辐射计开启积分时间，接收所述辐射信号；当所述主动雷达发射雷达信号时，所述被动辐射计积分屏蔽，不接收所述辐射信号。本发明解决了微波主被动复合探测的电磁兼容问题，提高微波主被动复合探测的探测精度。

技术领域

本发明涉及微波探测技术领域，具体地，涉及微波主被动复合探测的装置及方法。

背景技术

土壤湿度描述的是保持在土壤孔隙中的水分，是人类获取各种生活和生产资料的重要来源，其强大的存储、补给和调节能力对于维护人类赖以生存的生态环境健康发展的作用不容忽视。及时的土壤湿度探测能够直接用于洪水和干旱等自然灾害的监测，长期的土壤水分监测可帮助改善地气间水分、能量、以及碳交换模型的模拟质量，进一步提高天气预报和气候预测中各种数值模型的计算精度，是重要的全球环境变化示踪因子。

由于微波遥感对土壤含水量变化有较高的敏感性，同时具备全天时全天候的探测能力，相比于可见光和近红外等波段具有无可比拟的优势，是大尺度土壤水分监测的重要手段。由于L波段对于云雨、植被、土壤具有一定的穿透能力，且对于土壤水分变化具有最高的敏感性，因此L波段是目前国际公认的最优土壤水分探测手段。

目前，土壤水分的观测主要是利用被动微波观测。根据介电常数随土壤中液态水含量的变化形成微波辐射亮度温度的变化。被动探测对土壤水分变化非常敏感，但是空间分辨率较低(一般为几十公里)，不能为水文气象研究(几公里到十几公里)提供有价值的信息，无法支持更详细的建模。而主动探测的优点是空间分辨率较高，对地表粗糙度和植被结构的变化响应显著，可为土壤湿度探测提供校正。并且主动观测同被动观测具有一定的相关性，利用主动观测能够对被动微波亮度温度或其反演得到的土壤水分进行降尺度。因此，利用主被动遥感联合观测，可以实现高分辨率、高精度的土壤水分反演。

但是，为了获得高探测灵敏度，主动雷达的发射功率较大，而被动辐射计是高灵敏的接收机，接收的是极其微弱的热噪声信号。因此，轻微的主动信号泄露也可能导致被动探测产生较大的误差。

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微波主被动复合探测的装置及方法，以解决微波主被动复合探测的电磁兼容问题，提高微波主被动复合探测的探测精度。

第一方面，本发明提供一种微波主被动复合探测的装置，包括：主动雷达、被动辐射计；所述主动雷达用于发送雷达信号和接收回波信号；所述被动辐射计用于接收辐射信号；其中，所述主动雷达和所述被动辐射计的工作频率不同，当所述主动雷达接收回波信号时，所述被动辐射计开启积分时间，接收所述辐射信号；当所述主动雷达发射雷达信号时，所述被动辐射计积分屏蔽，不接收所述辐射信号。

可选地，所述主动雷达的工作频率为L波段。

可选地，所述主动雷达的工作频率为1260±10MHz，所述被动辐射计的工作频率为1413±12MHz。

可选地，所述主动雷达设置有32个馈源，所述馈源采用一维相控阵体制，发射峰值功率大于1600W。

可选地，所述被动辐射计设置有12个馈源，所述馈源采用一维综合孔径体制，用于接收L波段的热噪声信号。

可选地，所述主动雷达的馈源和所述被动辐射计的馈源按照双排阵列布局。

可选地，所述被动辐射计的馈源处于抛物柱面的焦线上，所述主动雷达的馈源阵列与被动辐射计的馈源阵列平行，且所述主动雷达的馈源阵列偏离焦线距离为230mm。

可选地，还包括第一滤波器，所述第一滤波器与所述主动雷达电连接，用于对主动雷达所发射的主动发射信号进行带外抑制滤波处理。