微波辐射计使用手册

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1、地基多频段微波辐射计使用手册（HSMR）长春市海思电子信息技术有限责任公司2011年10月i目录1．产品简介12.接收机的原理与设计43.操作步骤和软件使用63.1软件功能63.2单极化微波辐射计控制软件73.2S波段双极化微波辐射计控制程序93.3L波段双极化微波辐射计控制程序104．微波辐射计的定标125.微波辐射计电缆连接标识136.微波辐射计安装与使用注意事项146.1接收机安装与电缆连接146.2数据采集器与电源的安装146.3系统接地要求147.探测环境条件要求157.1探测环境条件的要求157.2探测场地的要求157.

2、3工作室要求及设备安置168.常见故障分析16i1．产品简介微波辐射计是宽频带、高增益、高灵敏度的被动微波遥感仪器，能够在很强的背景噪声中提取微弱的信号变化量。通过接收被测目标自身的微波辐射获取相应的物理特性，经过有效的数据反演进行定量分析。本套产品的微波辐射计主要包括7个频率的仪器，在微波频率划分上分别是L、S、C、X、Ku、K和Ka，具体设计对应频率为1.4GHz，2.65GHz，6.6GHz，10.65GHz，13.9GHz，18.7GHz，37GHz。其中1.4GHz和2.65GHz为双极化天线，6.6GHz，10.65GH

3、z，13.9GHz，18.7GHz，37GHz为喇叭天线，可以旋转机身转换极化测量，以求对岩石加载过程中微波多个频率点有深入细致的了解。单极化接收各波段微波辐射计的原理框图如图1所示。图1微波辐射计接收通道原理框图双极化微波辐射计利用双极化接收天线同时接收目标的微波辐射信息，由线性极化分离器分别获取水平极化和垂直极化信息，经两路接收通道进行处理。数字控制单元完成射频开关的控制，并将测量得到的原始数据通过串行通讯送到主计算机。17L、S波段属于微波遥感应用频率的低端，极易受到其它电磁辐射源的影响，因此需要在通道中增加高精度滤波器。L波

4、段采用了7阶契比雪夫带通介质滤波器，工作频带为1400MHz～1427MHz，过渡带宽15MHz,带内损耗为1dB，过渡带损耗大于60dB；S波段采用了5阶契比雪夫腔体滤波器，工作频带为2.65GHz～2.85GHz，过渡带宽20MHz,带内损耗为2dB，过渡带损耗大于60dB。系统原理框图如图2所示。参考源H射频开关（H）带通滤波器低噪声放大器极化分离器接收天线射频开关（V）带通滤波器低噪声放大器参考源V本振低噪声放大器可变增益放大器低噪声前置中频放大器混频器低噪声放大器可变增益放大器低噪声前置中频放大器混频器本振数字控制单元平方

5、律检波器A/D转换视频放大器A/D转换视频放大器平方律检波器图2双极化微波辐射计接收通道原理框图为了提高L波段双极化微波辐射计的抗干扰性，采用了电源与接收机分离的技术方案，即二者为两个独立结构的箱体单元。单极化微波辐射计采用了标准矩形喇叭天线接收目标的辐射，双极化微波辐射计采用前馈式抛面天线型式，馈源为高性能的波纹喇叭，在近场的情况下，可以进行独立测量。矩形喇叭天线的3dB波束角为15°，增益1718dB；抛物面天线的3dB波束角为15°（L波段）、7.5°（S波段），增益为25dB。天线表面结构如图3所示。图3天线表面结构示意图系

6、统的主要技术指标如表1所示。表1微波辐射计主要技术指标工作频率(GHz)1.4132.66.610.013.918.736.5中频带宽(MHz)20200400400400200400灵敏度(K，积分时间100毫秒)0.100.100.100.10.10.150.15灵敏度（K，积分时间1秒）0.040.040.040.040.040.050.05数据采集率100点/秒线性相关系数³0.9999亮温测量范围(K)150~500天线型式对角低副瓣喇叭天线17接收机定标精度(K)0.2~1.0稳定度0.15K/day,1.0K/(mon

7、th),2.0K/(year)重量(kg)5566666体积200mm´200mm´350mm供电方式交流220伏接收机功耗(W)50505555556060数据终端Windows’XP/人机对话界面，接收机与主计算机通讯方式为RS232/422工作环境温度－20°C～＋55°C2.接收机的原理与设计根据Planck辐射定律，处于绝对零度以上的任何物体在所有的频率上均辐射电磁能。一般认为，物体在微波波段向外辐射能量是由分子旋转和反转以及电子自转与磁场之间的相互作用产生的。物体的微波辐射能量强弱首先与其本身性质有关，还与物体的温度和表

8、面状态、频率、极化、传播方向等因素有关。接收机采用数字增益自动补偿技术方案，系统框图如图4所示。数字增益自动补偿微波辐射计是将一个基准参考源信号通过微波辐射计系统，在输出端检测出系统增益的变化量，用专门设计的数字单元控制系统，按此变化