第三章微波遥感器ppt课件.ppt

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1、章　序讲授题目学　时主要内容第一章绪论3方法分享、遥感的基本概念概念、研究内容、微波遥感的优越性及其应用等。第二章微波遥感的基本原理8电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、微波遥感的技术基础。第三章微波遥感器10微波遥感器（微波辐射计、雷达(高度计)、微波散射计、俯视雷达、微波全息雷达简介）介绍、了解及微波遥感器的发展方向。第四章微波遥感的应用23陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。第五章课程及大作业评议、讨论2纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及课堂情况考核。1第3章微波遥感器※微波辐射计※雷达高

2、度计※微波散射计※侧视雷达、全息雷达等用真心和激情去演绎人生，用真情去拥抱生活，认认真真在“探索与学习”中走过人生中的每一步，在“探索与学习”中不断发现自我、改变自我、超越自我！2§3.1微波辐射计一、微波辐射计概述用来接收和记录物体的微波幅射能的仪器，称为微波辐射计。它的功能就是测量天线的噪声温度，可以代表天线传递给接收机的功率。微波辐射计本身不发射微波能量，只是被动地接收由被测物体及其周围环境辐射的微波随机噪声。因此，它仅仅依赖于目标的自然辐射。E:F盘备份后科研微波辐射计1、微波辐射计优、缺点由于本身无

3、发射信号所以(1)极不容易被发现，保密性好(2)功耗和体积都很小(3)由于单程接收，灵敏度依赖于R2而不是R4可大大提高作用距离。31、微波辐射计优、缺点由于本身无发射信号所以(1)极不容易被发现，保密性好(2)功耗和体积都很小(3)由于单程接收，灵敏度依赖于R2而不是R4可大大提高作用距离。微波幅射计存在着本身固有的缺点：(1)目标所发射的电磁波是非相干的和不可控制的(2)所接收的目标信号极其微弱，一般在10-9-10-20(W/m2)量级，典型值为10-12(W/m2)。这样的功率甚至比接收机的本机噪声还小几个

4、数量级，很难用一般方法接收。2、微波辐射计的结构及接收机功率4微波幅射计实际上是一台工作在微波波段内的宽频带噪声接收机。它由天线、微波宽带接收机、数据记录或储存装置等部分组成。第一台实用的微波辐射计是Dicke在1946年首先制成的，称为Dicke型接收机。至今，所有的各种微波辐射计，基本上都是Dicke型接收机的不同改型。2、微波辐射计的接收机功率辐射计系统的等效输入噪声功率Psys是由天线发送的噪声功率P’A和传输线－接收机组合的等效输入噪声功率PREC两部分。TA是无耗天线观测区域的天线辐射温度5B为系统带宽

5、，通常是中频放大器的有效带宽。如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络，则等效输入噪声温度为L为传输线的损耗因子，Tp为传输线的实际温度，TREc为接收机的等效输入噪声温度。6如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络，则等效输入噪声温度为L为传输线的损耗因子，Tp为传输线的实际温度，TREc为接收机的等效输入噪声温度。783、微波辐射计空间分辨率、温度分辨率在工作高度一定时（相对位置）时空间分辨率为k是与天线类型有关的常数，其值在0.88至2之间，一般取k＝1.3,λ是工作波长，D是天线的有效孔径：R是观测

6、距离。温度分辨率指对两个不同辐射源的亮度温度的分辨能力，有时也叫做热分辨率或可检最小温度差。它是辐射计灵敏度的一种度量。9a是辐射计常数，与辐射计类型有关，通常取1-3,Tsys是系统的噪声温度，BRf是输入的射频噪声带宽，由中放带宽决定；τi是积分器的有效积分时间。厘米波段辐射计的温度分辨率一般为0.1K，毫米波段要差一个数量级大作业（三）常用微波辐射计简介。（查阅目前为止，具有的微波辐射计类型，针对其中一种或几种较为详细的描述）全功率辐射计、Dicke比较型辐射计、Graham辐射计、噪声相加型辐射计、相关辐射

7、计等。10二、微波辐射计的校准（或者称为定标）建立接收机输出指示器(如电压、电流、极化等)与辐射计输入噪声温度之间的关系，由测量输出指示与校准源噪声温度之间的函数关系来实现。输出指示器与Tcai之间的关系所得的结果，为建立接收机输出与天线温度T‘A之间的关系提供了所必要的标定因子。（接收机校准）建立T‘A与被观测区域的辐射特性之间的关系即天线校准。T‘A包括二部分：(1)天线主瓣接收到的能量，这是所需要的量；(2)从天线主瓣以外的方向接收到的能量(旁瓣的贡献)，(3)天线结构本身发射的热能。要分解出它们对T‘A的影

8、响成分（由标准的测定方法测定），天线辐射效率决定(3)。111、接收机校准大多数辐射计的接收机都是线性感应系统，其输出指示Iout直接与天线温度T‘A成比例只要对T‘A的两个已知值分别测出Iout，，就可确定上式中的常数a和b。已经采用的校准噪声源有三种。第一种是其温度保持在已知恒定值的匹配负载(电阻器)。第二种是已知其发射率的高吸收无反射材料。这些材料可构