[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

说明书

本发明公开了一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法，包括四点定标构成、定标操作实现以及正常工作时的实时内定标过程。本方法在馈源后端插入波导开关结构，在天线指向不变的情况下，一个接收数据周期内通过时序控制，波导开关切换及噪声源开启形成二点内定标自循环操作，并通过电机转动与天线口面的冷、热源二点协同，从而形成天线口面的冷定标源、热定标源和其天馈后端的常温负载、噪声源四点定标系统。

技术领域

本发明涉及地基微波遥感设备领域，特别涉及一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法。

背景技术

地基微波辐射计是利用被动的接收各个高度传来的大气辐射的微波信号来判断大气温度、湿度变化的地基微波遥感设备，其对中小尺度天气现象，如暴风雨、闪电、强降雨、雾、冰冻及边界层紊流具有重要的检测作用。地基微波辐射计在对流层剖面的温度、湿度和液态水，天气和气候模型研究，卫星追踪(GPS，伽利略)湿/干延迟和湿度廓线，临近预报大气稳定性(灾害性天气检测)，温度反演检测、雾、空气污染，绝对校准云雷达，湿/干延迟改正VLBI有着重要应用，已成为探空气球与天气雷达外的重要检测手段。地基微波辐射计由于其具有独立工作能力，且能够在几乎各种环境条件工作，适合于自动天气站，常用于反演完整的大气廓线，反演数据和原始数据全部保存，可提供完备的顾客定制或全球标准算法。

地基微波辐射计因使用于地面环境，且需长期无人执守，其接收系统的动态漂移一直是困扰其接收数据可靠性的重要因素，实时定标是解决问题的关键。相较于天基辐射计系统，地基辐射计遥感观察时，无法实现天线口面标准冷空-外定标源，因而从天线口面进行实时定标困难，实时定标只能从天馈后端的内定标方法实现。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法，为了提高地基微波辐射计遥感数据的可信度，整体结构引入了核心部件-波导开关，并通过波导开关噪声源组合形成实时内定标。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于波导开关的地基微波辐射计四点定标方法，具体包括以下步骤：

步骤1：四点定标构成；

步骤2：定标操作实现；

步骤3：正常工作时的实时内定标。

进一步的，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。

进一步的，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)