[发明专利]一种星载高光谱多功能微波大气探测仪

说明书

本发明属于微波遥感探测设备技术领域，具体地说，涉及一种星载高光谱多功能微波大气探测仪，其包括：天线与接收机单元、数控单元和供配电单元；所述天线与接收机单元包括：若干个与每个双工器输出端并联的接收机，用于接收与其频率相匹配的电磁波信号，并进行极化和频率分离，对每个分离的射频信号进行放大、平方律检波、低频放大、积分处理、高速数字采样和频谱分析处理，将每个处理后的信号输入至数控单元；所述数控单元，用于根据接收的处理后的信号进行量化与数据管理，控制大气探测仪的工作状态，并与卫星平台进行通讯；所述供配电单元，用于完成一次电源至二次电源的变换，提供正常工作的电源。

技术领域

本发明属于微波遥感探测设备技术领域，具体地说，涉及一种星载高光谱多功能微波大气探测仪。

背景技术

微波探测仪是气象和灾害监测的重要遥感手段之一。它可以全天时、全天候观测大气降水、温度和湿度的垂直分布、水汽含量，以及暴雨和热带气旋等其它全球性空间气象资料，从而实现中长期数值天气预报，提高天气预报的准确性，并为全球气候变化研究提供科学数据。

大气温度和湿度廓线作为重要的气象参数，目前主要通过星载或地基微波大气温湿度廓线探测仪进行探测；通过获取探测大气的亮温信息，从而测量大气的温度与湿度。该探测仪能全天候获取全球大气垂直温度和湿度廓线，获取与台风、暴雨等强对流天气现象密切相关的云雨大气参数，为数值天气预报提供大气温度与湿度初始场信息。

目前，国内外的星载微波大气温度和湿度探测仪主要采用旋转抛物面天线的形式，抛物面天线与馈源之间相对位置不固定，系统在工作过程中，抛物面与馈源之间的匹配性会发生变化，从而导致天馈系统驻波比发生变化使输出产生波动现象。同时，传统的星载微波大气温度和湿度探测仪还存在频谱分辨率低，探测通道数量少，无法改善大气温湿度探测的垂直分辨率，无法实现对大气参数的精细化探测。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种星载高光谱多功能微波大气探测仪，其包括：天线与接收机单元、数控单元和供配电单元；

所述天线与接收机单元包括：若干个与每个双工器输出端并联的接收机，用于接收与其频率相匹配的电磁波信号，并进行极化和频率分离，对每个分离的射频信号进行放大、平方律检波、低频放大、积分处理、高速数字采样和频谱分析处理，将每个处理后的信号输入至数控单元；

所述数控单元，用于根据接收的处理后的信号进行量化与数据管理，控制大气探测仪的工作状态，并与卫星平台进行通讯；

所述供配电单元，用于完成一次电源至二次电源的变换，提供正常工作的电源。

作为上述技术方案的改进之一，所述天线与接收机单元包括：天线单元、低频接收单元、中频接收单元、第一高频接收单元、第二高频接收单元；

所述天线单元，用于利用平板天线，采用周期性扫描方式，周期性地进行对地观测和冷热源定标体；将接收到的由定标源发送的电磁波信号二次反射至抛物面天线，再由抛物面天线将经过反射的电磁波信号通过极化栅网，分离出频率为22.235GHz、31.4GHz、50-60GHz、89GHz、118GHz、166GHz和183GHz的射频信号，并依次反射至对应的馈源内，并分别输入至对应的接收单元；

所述低频接收单元，用于对接收频率为22.235GHz和31.4GHz的射频信号进行放大、平方律检波、低频放大、积分处理、高速数字采样和频谱分析处理，分别得到对应的处理信号，并将每个处理后的信号输入至数控单元；

所述中频接收单元，用于对接收频率为50-60GHz的射频信号进行放大、平方律检波、低频放大、积分处理、高速数字采样和频谱分析处理，分别得到对应的处理信号，并将每个处理后的信号输入至数控单元；