[发明专利]一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法

权利要求书

1.一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：四点定标构成；

步骤1所述的四点定标构成包括由天线反射面-极化分离装置-K、V波段馈源组成的天馈系统、由步进电机带动主反射面转动的俯仰扫描机构、由波导开关、定向耦合构成的接收前端、由液氮冷定标源、常温工作下的热定标源、常温工作下的负载、噪声源构成的四点定标源以及接收机构成；

步骤2：定标操作实现；

步骤2所述的定标操作实现，具体包括以下步骤：

步骤21：常规黑体外定标，即热定标源TH：地基辐射计内部上位机执行程序引导天线俯仰电机指向正下方,主天线口面波束正好照入热定标源黑体；

控制信号K1使波导开关连通馈源，从热定标源信号经天线反射面、极化分离传至后端的定向耦合器，最后传入辐射计接收机系统，另外控制信号K2低电平不激发噪声源工作，直接读取相应接收机检波电压VH及热定标源TH；

步骤22：冷源外定标，准备好的外定标源放置地基辐射计天线罩上方，内部上位机执行程序引导天线俯仰电机指向正上方,主天线口面波束正好照入冷定标源黑体；

与步骤21一样，控制信号K1使波导开关连通馈源，从冷源信号经天线反射面、极化分离传至后端的定向耦合器，最后传入辐射计接收机系统，另外控制信号K2低电平不激发噪声源工作，直接读取相应接收机检波电压VL；

冷定标源TL按下列公式进行计算：

TL＝T0-0.00825×(1013.25-P0)

其中，T0为定标时环境温度，单位为K，P0为定标时大气压，单位为Pa；

通过步骤21、22的外定标操作，确定K因子及定标方程：

T＝K×V+b

其中，T为亮温，K为比例因子，b为常数因子；

步骤23：噪声源外标定，通过K2开关控制噪声源开启，分别读取冷、热源外定标时的接收机电压值Vnh和Vnl，从而确定TN的口面等效亮温：

步骤24：负载源定标，通过K1开关控制切断天馈口面的信号，使之与宽带波导负载相连，并通过K2控制噪声源开启，分别读取接收机电压值Vr和Vnr，从而确定TR的口面等效亮温：

通过以上四个步骤的操作,完成四点定标操作；

步骤3：正常工作时的实时内定标。

2.根据权利要求1所述的一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法，其特征在于，步骤22中，微波遥感时接收机输出的电压信号与实际目标遥感亮温呈线性关系：

T＝K×V+b

其中，T为亮温，K为比例因子，b为常数因子，其准确度决定了目标遥感亮温数据的准确性；

地基微波辐射计设备是高度精确敏感设备，其灵敏度可达1K以下，任何一个微小的波动均会造成测量数据不准确，从而为后续反演造成错误和误判，影响数据准确度可以从下列三项公式中得出：

其中，B为带宽，τ为积分时间，TS为系统等效噪声温度，G0为系统增益，为增益波动，为系统固有灵敏度，为系统增益波动所造成的不确定度，为系统灵敏度；

第一项公式反映是系统固有灵敏度，受系统总体噪声温度Ts决定，并且在冷热源外定标提取K因子的同时通过采样电压均方差值可以计算验证：

其中，为采样电压均方差；

第二项反映系统增益波动所造成的不确定度，其二者的均方根值反映出整机系统的数据漂移，即系统灵敏度。