星载毫米波亚毫米波辐射计定标的初步研究

星载微波辐射计采用平方律检波,物体的辐射功率与接收机的输出电压成线性关系。因此星载微波辐射计采用高低温两点定标。其中高温定标源采用处在环境温度下的黑体,低温定标源为冷空背景辐射。由Rayleigh-Jeans公式计算的物体的辐射功率与其物理温度成线性关系,但是随着物体频率的升高,Rayleigh-Jeans公式与Planck定律的近似误差越来越大,此时应根据Planck定律计算物体的辐射功率。从Planck定律出发,对毫米波、亚毫米波辐射计的定标方程进行了推导,并给出了高低温定标源的辐射功率在毫米波和亚毫米波段的表达式。

亚毫米波被动探测目标辐射方程与特性研究

目前亚毫米波系统正处于开拓和发展时期,在军事与民用中均具有重要应用。文中主要研究了目标物质的亚毫米波辐射传递方式,并给出目标物质的亚毫米波辐射传递方程新的求解方法。分析了天气现象影响亚毫米波辐射计的探测距离,以云(雾)衰减为例,对探测距离和温度,以及含水量的关系进行了分析。

毫米波/亚毫米波冰云探测辐射计模型仿真

冰云对全球气候的显著影响,使得利用毫米波/亚毫米波辐射计探测冰云分布持续受到关注。为从辐射计亮温测量值中反演出冰云粒子参数,完善的辐射传输正演模型起到非常关键的作用。针对即将发射的冰云成像仪毫米波/亚毫米波星载辐射计,建立起了包含粒子散射在内的完整的辐射传输模型。传输模型读取大气廓线及云层粒子微观参数,仿真计算得到辐射计各通道的辐射亮温。给出了辐射传输模型的详细配置,并分析了不同通道对云层粒子的敏感性。结果表明:冰云成像仪各通道对冰云粒子、雪粒子均有很强的敏感性,但只有低频率通道能探测到水云粒子、雨粒子的变化。辐射计通道中,不同的中心频率对冰晶粒子敏感度不同,从而可使辐射计探测不同高度、不同特性的粒子。对于同一中心频率,不同频偏对应不同的大气透明度,使得辐射计可进一步探测到不同高度的云层信息。仿真工作将会为后续的毫米波/亚毫米波辐射计设计、反演算法研究等打下良好的基础。

星载太赫兹冰云探测技术发展和面临问题

冰云位于上对流层,在全球表面覆盖率达30%,在地球大气系统中发挥了重要作用。但由于一些技术因素限制,目前并没有进行足够的观测。太赫兹波波长接近冰云中典型的冰晶粒子尺寸,星载太赫兹辐射探测仪观测冰云具有独特的优势,目前得到了极大关注。基于国内外相关研究,首先阐述了冰云探测的重要性及已有卫星探测手段的不足之处,然后介绍了太赫兹冰云探测技术国内外发展情况,在此基础上分析和讨论了我国太赫兹冰云探测技术发展将面临的问题,为未来技术发展提供参考。