[发明专利]一种大气温湿度廓线微波探测仪及其探测方法

权利要求书

1.一种大气温湿度廓线微波探测方法，基于一种大气温湿度廓线微波探测仪实现，

所述大气温湿度廓线微波探测仪包括:电子学机箱(1)、扫描驱动机构(2)和外定标模块(3)；

所述扫描驱动机构(2)，用于驱动电子学机箱(1)对辐射计的旋转扫描观测；

所述外定标模块(3)，包括相同结构的定标热源(301)和定标常温源(302)，设置于电子学机箱(1)外部；用于为电子学机箱(1)提供定标源，供所述电子学机箱(1)采集定标基准参数；

所述电子学机箱(1)，用于接收K和V两个波段大气的微波辐射，处理后得到辐射亮温的相关参数，结合所述的定标基准参数，计算大气温湿度辐射亮温TA，反演出大气温湿度廓线；

所述电子学机箱(1)包括天线单元、辐射接收单元、数字单元、温控单元和电源单元；

所述天线单元，采用波纹喇叭天线作为天线，将采集到的信号通过直接检波体制接收机进行放大输出，并接收K和V波段大气的微波辐射；

所述辐射接收单元，用于将射频信号下变频至中频信号并进行预放大，完成信号的放大、平方律检波、低频放大和积分处理，输出所述数字单元所需的相关参数；

所述数字单元，用于对所述辐射接收单元输出的相关参数进行数字化处理，得到一组数据，包括所述定标热源(301)和定标常温源(302)的基准参数值，根据两点定标原理求得所述大气温湿度辐射亮温T_A，反演出大气温湿度廓线；

所述温控单元，用于完成电子学机箱(1)、外定标模块(3)的温度控制；

所述电源单元，用于为所述探测仪供电；

所述外定标热源(301)包括外部的定标源壳体(15)，所述定标源壳体(15)内部底面覆盖一层黑体口面保温层(11)，四周侧面贴有一层黑体侧面保温层(5)；所述定标源壳体(15)内部设置黑体(14)，黑体(14)上部覆盖黑体底板(13)，黑体底板(13)上面覆盖开槽板(12)，在所述黑体底板(13)与开槽板(12)四周边缘与定标源壳体(15)侧壁之间填充底板侧面保温层(10)，开槽板(12)上方等距间隔放置三个加热/制冷单元(8)，所述加热/制冷单元(8)之间有局部保温块(7)，定标源底板(9)覆盖在定标源壳体(15)上方开口处，所述开槽板(12)和定标源底板(9)之间间隙填充底板保温层(6)；

所述探测方法包括：

步骤1)将所述探测仪设置为K和V双波段，定标热源(301)和定标常温源(302)分别作为探测仪高、低亮温定标的基准；

步骤2)在所述扫描驱动机构(2)的驱动下，所述电子学机箱(1)在周期性旋转过程中获得一组大气温湿度辐射信息以及定标热源(301)和定标常温源(302)的定标基准辐射信息，并转化为一组数据参数，包括定标基准和大气温湿度辐射亮温的输出电压参数；

步骤3)根据所述数据参数，利用两点定标原理求得大气温湿度辐射亮温T_A，然后根据所述T_A反演大气温湿度廓线。

2.根据权利要求1所述的大气温湿度廓线微波探测方法，其特征在于，所述扫描驱动机构(2)包括角编码器，所述角编码器设置于电子学机箱(1)内部。

3.根据权利要求1所述的大气温湿度廓线微波探测方法，其特征在于，所述定标热源(301)内安装多个测温电阻，用于对黑体(14)的温度梯度进行测量。

4.根据权利要求1所述的大气温湿度廓线微波探测方法，其特征在于，所述定标热源(301)内部的黑体口面保温层(11)、黑体侧面保温层(5)、底板侧面保温层(10)和底板保温层(6)采用泡沫材料。

5.根据权利要求1所述的大气温湿度廓线微波探测方法，其特征在于，所述定标热源(301)还包括驱动风扇。

6.根据权利要求1所述的大气温湿度廓线微波探测方法，其特征在于，所述步骤2)中的数据参数包括：T_H，T_C，V_H，V_C，V_A，其中T_H表示定标热源的辐射亮温，T_C表示定标常温源的辐射亮温，V_H为测量定标热源时得到的输出电压，V_C为测量定标常温源时得到的输出电压，V_A为测量大气温湿度时所述天线单元的输出电压值；所述步骤3)具体为：

根据数据参数T_H，T_C，V_H，V_C，V_A，利用两点定标原理求得所述电子学机箱(1)的天线单元观测到的大气温湿度辐射亮温T_A：

根据所述大气温湿度辐射亮温T_A反演出大气温湿度廓线。