【摘要】：大氣溫度和濕度廓線是重要的氣象參數(shù),實時探測這些氣象參數(shù)對天氣預(yù)報,人工降雨和飛行安全等具有重要的意義。目前存在的主要探測工具包括無線電探空氣球,衛(wèi)星遙感和地基輻射計等,在這幾種手段中,地基輻射計作為一種大氣探測設(shè)備,通過被動接收觀測場景的輻射能量來探測目標(biāo)特性,與其它大氣探測手段相比,彌補(bǔ)了星載輻射計對對流層底部探測性能差的缺點,彌補(bǔ)了無線電探空氣球空間分辨率和時間分辨率較低的缺點。另外地基輻射計具有維護(hù)成本低、運行可靠、全天候全天時觀測、精確度高以及可以獨立工作的優(yōu)點,上世紀(jì)末期以來地基輻射計探測大氣濕度和溫度廓線的技術(shù)得到發(fā)展并趨于成熟,已逐漸成為了一種提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)的手段,在氣象觀測和天氣預(yù)報等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。長期以來國內(nèi)地基輻射計的研究和利用相對落后,雖然國內(nèi)也已進(jìn)行了多年開發(fā),并陸續(xù)有成果面世,但缺乏較為成熟的用于大氣探測的地基輻射計產(chǎn)品,其研究與生產(chǎn)水平與國外相比還有較大差距。國內(nèi)雖然對地基輻射計的應(yīng)用與反演進(jìn)行了大量的研究,但僅僅從探索原理、學(xué)術(shù)研究出發(fā),而對系統(tǒng)和硬件的研制沒有形成體系;因此發(fā)展地基輻射計探測系統(tǒng)迫在眉睫,具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文的目的就是對K波段地基輻射計系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文完成的主要工作如下:(1)提出一種基于透鏡天線的雙頻段地基輻射計系統(tǒng)方案,該系統(tǒng)方案具有高性能、高集成度、低重量、低功耗的優(yōu)點;并基于此方案研制K波段直接檢波型微波輻射計系統(tǒng),對其關(guān)鍵技術(shù)、接收機(jī)指標(biāo)和定標(biāo)方法等進(jìn)行測量和分析。(2)從微波網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)深入分析輻射計的注入噪聲信號傳輸模型,對接收機(jī)的注入噪聲進(jìn)行了理論分析和偏差修正,然后通過實驗數(shù)據(jù)與理論分析結(jié)合驗證噪聲注入修正方法的合理性。(3)開發(fā)基于輻射計系統(tǒng)的顯控軟件。地基輻射計系統(tǒng)顯示與控制軟件的功能是為用戶提供人機(jī)交互界面,軟件根據(jù)用戶的指令通過串口向下位機(jī)發(fā)送命令;并且串口可接收下位機(jī)傳送的遙感數(shù)據(jù)包,實現(xiàn)從系統(tǒng)電信號采樣測量值到數(shù)據(jù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化;同時軟件可實現(xiàn)對各級數(shù)據(jù)產(chǎn)品的處理、顯示、傳輸、分發(fā)、歸檔、存儲等功能。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P414

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本文編號：2774167