[发明专利]一种地基微波辐射计定标方法

权利要求书

1.一种地基微波辐射计定标方法，包括：

步骤1）、将地基微波辐射计的天线和射频接收模块之间连接步进衰减器，将所述天线对准液氮冷却的定标黑体；设置所述步进衰减器的衰减值在0～35dB之间，获得不同衰减值时各通道输出的电压值，利用衰减值计算对应的等效亮温值，根据各等效亮温值与各通道输出电压之间的对应关系，从而计算出系统非线性因子和噪声源注入噪声，完成初步定标；

步骤2）、将所述地基微波辐射计的天线对准冷空，将所述步进衰减器的衰减值设定为0，将所述天线的扫描模式设置为变速扫描，并在相对天顶±60度内做跳跃式扫描，步进为5度，每个角度停留时间为40ms，期间噪声源开关实现通断各一次，收集定标数据，其余角度变速扫描，不收集数据；然后根据时间地点匹配的探空廓线数据，建立大气光学厚度和大气质量的对应关系，代入步骤1）中所确定的包括注入噪声、系统非线性因子在内的定标参数，得到一定标关系曲线，如果所述定标关系曲线经过原点，则步骤1）所得到的定标参数正确，步骤2）结束，否则利用微调逼近的方法调整定标参数，直至所述定标关系曲线经过原点；

步骤3）、将所述地基微波辐射计的天线对准宇宙冷空背景后固定，将所述步进衰减器的衰减值在0～25dB之间对数步进，在每个衰减值处观测冷空和冷空耦合噪声，获得不同衰减值时各通道输出的电压值，并对衰减值和电压值进行拟合；

然后从步骤1）所得到的结果中得到衰减值为0时的电压值，从所得到的拟合结果中查找出与所述电压值相对应的观测冷空背景时的衰减值，利用衰减器衰减值与输出电压值的关系，计算天线对准冷空时观测到的等效噪声温度，确定所述地基微波辐射计观测不同时间和地点的冷空所对应的亮温值。

2.根据权利要求1所述的地基微波辐射计定标方法，其特征在于，还包括用户使用地基微波辐射计时对所述地基微波辐射计进行实时定标的步骤，该步骤包括：

步骤a）、采用所述地基微波辐射计对宇宙冷空进行实时观测，得到电压值V；

步骤b）、所述地基微波辐射计周期性观测内置定标黑体且噪声源开关各1次，周期性地计算系统增益G以及系统接收机噪声Trec；

步骤c）、将步骤1）-步骤3）中计算得到的噪声源注入噪声Tn、系统非线性因子a以及步骤a）中得到的电压值V，步骤b）中得到的系统增益G以及系统接收机噪声Trec代入下列公式：

V＝G(T_rec+T_sky+T_n)^α  （4）

计算出大气辐射亮温Tsky，利用该值实现实时定标。

3.根据权利要求1或2所述的地基微波辐射计定标方法，其特征在于，在所述的步骤1）中，所述的计算出系统非线性因子和噪声源注入噪声包括：利用公式（1）和（2），组建包含已测电压值V、液氮冷却定标黑体经过衰减后的等效亮温值TA、未知的定标参数以及系统增益G、系统接收机噪声Trec在内的方程组，通过求解方程组，计算出系统非线性因子和噪声源注入噪声；所述的定标参数包括噪声源注入噪声Tn、系统非线性因子α；其中，

所述的公式（1）为天线对准液氮时，不同衰减值时的等效噪声温度的计算公式：

T_IN=T₀*(1-1/L)+T_LN*1/L  （1）

上述公式中的L为衰减值，是衰减器固有衰减值和衰减器的调节值之和，T₀为环境温度黑体辐射亮温，T_LN为液氮辐射亮温；

所述公式（2）为定标公式：

V＝G(T_rec+T_A+T_n)^α  （2）。

4.根据权利要求1或2所述的地基微波辐射计定标方法，其特征在于，在所述的步骤3）中，计算天线对准冷空时观测到的等效噪声温度所采用的计算公式如下：

TLN=T0*(1-1/L)+Tsky*1/L  （3）

其中，L为衰减值，是衰减器固有衰减值和衰减刻度值之和，T0为环境温度黑体辐射亮温，均为已知值，TLN为天线对准液氮冷却定标源时的辐射亮温，为已知值，Tsky为大气辐射亮温，是天线对准冷空时的等效噪声温度，是定标过程中的待计算量。