[发明专利]一种无人机载微波辐射测量及定标系统

说明书

本发明涉及微波遥感信息获取和定量化评估技术领域，具体涉及一种无人机载微波辐射测量及定标系统。本发明的系统包括多个不同频段的信号采集处理通道；每个频段的信号采集处理通道均包括：微波辐射计天馈模块、接收机模块、数据采集与系统控制模块、温控模块和电源模块；微波辐射计天馈模块收集地面辐射的对应频段的辐射信号，并传输到接收机模块；接收机模块对接收到的辐射信号进行模数转换和处理，还注入噪声并利用注入的噪声与匹配负载对系统进行周期性的两点定标，获得观测亮温；注入的噪声为高温源，匹配负载为低温源。本发明实现了同时对不同频段双极化辐射信号的测量与标定，并涉及多频段多极化辐射信息综合收集，观测目标定量化精度更高。

技术领域

本发明涉及微波遥感信息获取和定量化评估技术领域，具体涉及一种无人机载微波辐射测量及定标系统，更具体地，涉及一种无人机载地表辐射测量及精确评估系统及方法。

背景技术

为提高星载微波辐射计定标精度，满足星载微波辐射计的业务应用需求，需开展航空校飞试验进行星地数据的同步观测比对。目前的航空校飞试验多采用遥感飞机进行。机载平台的主要优势是它的机动性，这使得它能够在观测范围内和附近地区以及全球各地的地理区域进行采样。然而，使用传统有人机进行试验往往会受到机场跑道等的限制，起降与飞行路线等的操控不够灵活，具有一定的试验难度与成本。

具备高分辨率、高频次获取能力的无人机逐渐成为了一种新型遥感平台。相较于有人机，使用小型无人机进行遥感探测任务在运行和维护成本上更为低廉，具有更高的性价比与便捷性。但受限于其负载能力、续航时间，对载荷的尺寸、重量、功耗等具有较高限制。

无人机载微波辐射计是一种被动的微波遥感设备，主要用于适应小型旋翼无人机平台搭载，实现对中小范围内地物目标辐射的微波亮温信息的快速采集，并通过一系列后续处理输出指定区域内的气象参数。

公开号为CN112904335A的中国专利申请公开了一种无人机载Ka波段微波辐射计系统；但因其内部电路设计涉及了混频及本振单元，对于整体系统的集成及功耗都有一定要求。并且该发明覆盖频率仅仅含有Ka波段，而对于更高更宽覆盖频段(比如涵盖10.7～89GH)的需求则无法满足。不同频段电路设计和集成复杂度不一，集成和功耗要求更严格。无人机作为空基平台的一种，相较于传统的飞机搭载的方式，其最大的特点在于更低的成本和起降观测等的便捷性。然而，使用无人机平台携带遥感设备不仅需对传感器的大小、重量和功耗进行较高限制，同时由于发动机的振动影响，还需考虑仪器的鲁棒性等。因此，对辐射计系统及各单元进行设计时，需考虑到无人机平台特点，如体积重量、电池和功耗，稳定性与可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷与不足，提供了一种无人机载微波辐射测量及定标系统。

为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现。

本发明提出了一种无人机载微波辐射测量及定标系统，其特征在于，所述系统包括多个不同频段的信号采集处理通道；每个频段的信号采集处理通道均包括：微波辐射计天馈模块和接收机模块；其中，

所述微波辐射计天馈模块，用于收集地面辐射的对应频段的辐射信号，并传输到接收机模块；

所述接收机模块，用于对接收到的辐射信号进行模数转换和处理，还用于注入噪声并利用注入的噪声与匹配负载对系统进行周期性的两点定标，获得观测亮温；所述内部注入的噪声为高温源，所述匹配负载为低温源。

作为上述技术方案的一种改进，所述多个不同频段的信号采集处理通道，包括：18.7GHz和23.8GHz双频共享通道、10.7GHz通道、36.5GHz通道和89GHz通道。

作为上述技术方案的一种改进，所述微波辐射计天馈模块，包括：对应频段的馈源、极化分离器和与接收机模块连接的波导；其中，

所述对应频段的馈源，用于接收对应频段的辐射信号；