[发明专利]一种多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计、模拟方法

权利要求书

1.多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计方法，其特征在于，包括：

S1.获取波谱仪模式技术指标及已知系统参数；

S2.确定入射角、波束宽度和天线旋转速度；

S3.计算脉冲重复频率；

S4.计算确定信号发射带宽B；

S5.计算对距离向进行平均的单元个数N_g,avg；

S6.确定独立脉冲个数；

S7.由方位向波束宽度和距离向波束宽度确定方位向天线尺寸和距离向天线尺寸；

S8.确定波谱仪的最大扫描半径；

S9.确定方位向和距离向波束足迹宽度；

S10.利用雷达方程计算峰值发射功率P_t；

S11.验证后向散射系数测量精度；

S12.验证波长测量精度和波向测量精度；

S13.完成多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计。

2.根据权利要求1所述的多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计方法，其特征在于，步骤S1中，由用户指定的技术指标包括：波长测量范围[λ_min,λ_max]、波长测量精度Δλ、波向测量精度Δφ、有效波高测量精度ΔR；需由用户综合各种因素给出的已知系统参数包括：平台高度H、卫星速度v、载波频率f₀、入射角θ、系统损耗L、噪声系数F、脉冲宽度T_r、距离向脉冲宽度方位向脉冲宽度天线旋转速度Ω、信噪比SNR。

3.根据权利要求1所述的多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计方法，其特征在于，步骤S3中，计算公式为PRF是脉冲重复频率，n是整数，C为光速，R_min，R_max分别代表足迹对应的最小斜距和最大斜距；

步骤S4中，利用ΔR＝C/(2B)计算B；

步骤S5中，λ为雷达波长；

步骤S6中，若PRF＞2B_d，B_d多普勒带宽＝2V/λ_emφ_a|sinφ|，则信号被连续采样，N＝B_d×T_int；若PRF＜＜B_d，则每个脉冲是独立的，N＝PRF×T_int。

4.根据权利要求1所述的多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计方法，其特征在于，步骤S7中，计算距离向天线尺寸l_r，公式为：

计算方位向天线尺寸l_a，公式为：

步骤S8中，天线波束视角α和入射角θ之间的关系为R_e为地球平均半径，求得波谱仪的最大扫描半径为W＝2R_e(θ-α)。

5.根据权利要求1所述的多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计方法，其特征在于，步骤S9中，入射角为10°时对应的斜距为：可求得方位向和距离向波束足迹宽度：

步骤S10中，T为接收机等效噪声温度，K为玻尔兹曼常数，G为天线增益，λ为波长，τ为脉冲宽度，σ₀为后向散射系数。

6.根据权利要求1所述的多模式微波遥感器波谱仪模式的系统参数设计方法，其特征在于，步骤S11中，采用测量相对标准差K_p来评估回波测量精度，独立采样数N和数据处理信号的信噪比SNR影响散射系数测量精度，公式为：

步骤S12中，验证波长测量精度计算式为：N_k为波数域平均的个数一般取8，波向测量精度计算式为：Δφ_rot为方位角采样间隔，即波谱仪工作期间在积分时间内转过的角度，其值为：Δφ_rot＝T_int×Ω；Δφ_stat为天线不旋转时的精度，考虑波束宽度和测量波浪波长两个方面的因素，其值为：k为波数，即测量海浪波长的倒数。