專利名稱：一種直接相關(guān)型全極化微波輻射計接收機(jī)定標(biāo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接相關(guān)型全極化微波輻射計接收機(jī)定標(biāo)方法，屬于微波遙感領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微波輻射計是測量目標(biāo)自身微波輻射計能量的被動微波遙感儀器。與傳統(tǒng)的微波輻射計相比，直接相關(guān)型全極化微波輻射計通過對V、H通道進(jìn)行復(fù)相關(guān)處理，可以測量 Stokes第三、第四參量，進(jìn)而可以反演得到風(fēng)場結(jié)果。微波輻射計是一種絕對測量儀器，必須進(jìn)行定標(biāo)，以確保其測量遙感參數(shù)的反演精度，須通過深入分析各種因素對定標(biāo)精度的影響方式和程度，采取措施克服其影響，提高定標(biāo)精度。定標(biāo)是實(shí)現(xiàn)定量化微波遙感的前提，是微波輻射計進(jìn)行絕對測量的重要步驟。定標(biāo)精度不僅反映了儀器研制水平的高低，而且也影響微波輻射圖象解譯和判讀的準(zhǔn)確度。 對于直接相關(guān)型全極化微波輻射計而言，由于系統(tǒng)處理方法較傳統(tǒng)微波輻射計更加復(fù)雜， 對于極化亮溫測量結(jié)果的影響因素更多，所以有必要對接收機(jī)進(jìn)行定標(biāo)，消除測量誤差，從而得到高精度的極化亮溫信息。目前對于直接相關(guān)型全極化微波輻射計的接收機(jī)定標(biāo)有以下兩種方法(1)制作全極化定標(biāo)源，通過全極化定標(biāo)源輸入不同溫度點(diǎn)的極化亮溫信息，來確定接收機(jī)的全極化定標(biāo)方程，通過解全極化定標(biāo)方程最終可以獲得定標(biāo)后的極化亮溫信息。(2)采用單級噪聲注入的方法對直接相關(guān)型微波輻射計接收機(jī)進(jìn)行定標(biāo)，這種方法通過單級相關(guān)噪聲通過功分器注入到V、H路接收機(jī)，通過輸出的復(fù)相關(guān)系數(shù)以及外界測量得到的功分器的物理溫度、接收機(jī)和功分器的增益對極化亮溫誤差進(jìn)行校正，完成定標(biāo)。上述方法的不足之處在于(1)全極化定標(biāo)源要求加工精度高，制作復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)比較困難，并且星載安裝復(fù)雜，目前還沒有方法能夠標(biāo)定全極化定標(biāo)源，這對全極化定標(biāo)源的應(yīng)用帶來極大影響。(2)對于單級噪聲注入接收的定標(biāo)方法，定標(biāo)過程中需要測量功分器的增益、溫度和接收機(jī)的增益，這就要求在星載應(yīng)用過程中衛(wèi)星要具備很高精度的溫度控制水平，并且由于接收增益的起伏變化會帶來很大的誤差，定標(biāo)精度難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種直接相關(guān)型全極化微波輻射計接收機(jī)定標(biāo)方法，通過分步定標(biāo)的過程，對接收機(jī)產(chǎn)生的不同誤差進(jìn)行相應(yīng)的校正。該方法實(shí)現(xiàn)簡單、可靠性高，為直接相關(guān)型全極化微波輻射計未來應(yīng)用打下關(guān)鍵基礎(chǔ)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種直接相關(guān)型全極化微波輻射計接收機(jī)定標(biāo)方法，步驟如下(1)當(dāng)所述直接相關(guān)型全極化微波輻射計的接收機(jī)接收到定標(biāo)指令時，直接相關(guān)型全極化微波輻射計進(jìn)入定標(biāo)狀態(tài)，進(jìn)行接收機(jī)定標(biāo)；所述直接相關(guān)型全極化微波輻射計的相關(guān)噪聲源分時產(chǎn)生高溫相關(guān)噪聲信號和低溫相關(guān)噪聲信號，并輸入到接收機(jī)中；之后進(jìn)入步驟O)；(2)對接收機(jī)進(jìn)行四點(diǎn)定標(biāo)，具體方法如下通過公式
權(quán)利要求
1. 一種直接相關(guān)型全極化微波輻射計接收機(jī)定標(biāo)方法，其特征在于步驟如下(1)當(dāng)所述直接相關(guān)型全極化微波輻射計的接收機(jī)接收到定標(biāo)指令時，直接相關(guān)型全極化微波輻射計進(jìn)入定標(biāo)狀態(tài)，進(jìn)行接收機(jī)定標(biāo)；所述直接相關(guān)型全極化微波輻射計的相關(guān)噪聲源分時產(chǎn)生高溫相關(guān)噪聲信號和低溫相關(guān)噪聲信號，并輸入到接收機(jī)中；之后進(jìn)入步驟O)；(2)對接收機(jī)進(jìn)行四點(diǎn)定標(biāo)，具體方法如下通過公式I, = (ν ;、計算V路接收機(jī)的電壓偏置V。fCT，所述V路接收機(jī)V 2K ~VAv)~\VW Vzv)為垂直極化接收機(jī)；其中，Viv為V路接收機(jī)輸入所述低溫相關(guān)噪聲信號且不加衰減器的檢波器輸出電壓值；V2v為V路接收機(jī)輸入所述高溫相關(guān)噪聲信號且不加衰減器的檢波器輸出電壓值；V3v為V路接收機(jī)輸入所述低溫相關(guān)噪聲信號且加衰減器的檢波器輸出電壓值；V4v為V路接收機(jī)輸入所述高溫相關(guān)噪聲信號且加衰減器的檢波器輸出電壓值；γ y -γ y通過公式=爪2"y\_(y Zv、計算H路接收機(jī)的電壓偏置V。ffH，所述H路接收ν 2// VAH) ν 1// vIHf機(jī)為水平極化接收機(jī)；其中，Vih為H路接收機(jī)輸入所述低溫相關(guān)噪聲信號且不加衰減器的檢波器輸出電壓值；V2h為H路接收機(jī)輸入所述高溫相關(guān)噪聲信號且不加衰減器的檢波器輸出電壓值；V3h為H路接收機(jī)輸入所述低溫相關(guān)噪聲信號且加衰減器的檢波器輸出電壓值； V4h為H路接收機(jī)輸入所述高溫相關(guān)噪聲信號且加衰減器的檢波器輸出電壓值；(3)對所述直接相關(guān)型全極化微波輻射計的復(fù)相關(guān)器的輸出進(jìn)行去歸一化處理得到復(fù)相關(guān)函數(shù)V'，通過如下步驟進(jìn)行(3. 1)通過公S^4_/=^^(Re[Mr~] + Im[M2‘ ])對ν路接收機(jī)和Η路接收機(jī)進(jìn)行正交誤差校正，其中Mkj為校正后的復(fù)相關(guān)系數(shù)，為復(fù)數(shù)，ykj為復(fù)相關(guān)器輸出的相關(guān)系數(shù)，M1、M2 為校正因子，為復(fù)數(shù)，且 M1 = cos ‘ kJ+j 'SinekjjM2 = cos kJ+j sin ‘ kJ,其中，Θ =與=^ +字，0qJ> θ*分別為V路、H路接收機(jī)正交誤差，且有 2 2 2 2{，=-arcSm(H分別為V路接收機(jī)I、Q通道通過復(fù)相關(guān)器的輸出值和H路^=-arcsmK) 接收機(jī)I、Q通道通過復(fù)相關(guān)器的輸出值； (3. 2)通過公式c _ KlKl M^pw -VowWih -Voffll)-M^^lvw -VowWw - V0 ~ SwSt20^(V2V-VW)(V2H-VIH)計算消條紋函數(shù)在零點(diǎn)的取值G，其中，S1(l、為噪聲功分網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)，Mf2、Μξι 分別為接入高溫相關(guān)噪聲信號和接入低溫相關(guān)噪聲信號校正后的復(fù)相關(guān)系數(shù)；(3. 3)通過公式廣=V^計算得到復(fù)相關(guān)函數(shù)V'，其中ΓΛ 分別為接收機(jī)連G接天線時的V路、H路噪聲溫度，且C = (Vy-Vow)ZKp ,T^ = (Vff-Vom)IKfi，其中Kv和Kh分別為所述直接相關(guān)型全極化微波輻射計通過口面定標(biāo)得到的V路接收機(jī)增益和H路接收機(jī)增益，Vv, Vh為V路接收機(jī)和H路接收機(jī)檢波器測量值；(4)在完成步驟C3)之后，接收機(jī)連接匹配負(fù)載，從而得到輸入V路接收機(jī)和H路接收機(jī)的非相關(guān)噪聲信號，通過公式F計算得到殘留復(fù)相關(guān)函數(shù)V"，其中TV、TH通過直接相關(guān)型全極化微波輻射計口面定標(biāo)得到，分別為V、H路接收機(jī)連接匹配負(fù)載時的噪聲溫度，最后，通過公式f = f 算得到校正后的復(fù)相關(guān)函數(shù)f ；(5)根據(jù)步驟中得到的校正后的復(fù)相關(guān)函數(shù)f，將表示成T3+j*T4的復(fù)數(shù)形式， 則得到極化亮溫T3即為的實(shí)部，極化亮溫T4即為2^的虛部，從而完成對接收機(jī)的定標(biāo)。
全文摘要
一種直接相關(guān)型全極化微波輻射計接收機(jī)定標(biāo)方法，按照分步定標(biāo)的方法，完成對接收機(jī)定標(biāo)。首先采用兩個輸出溫度不同(高溫源、低溫源)的相關(guān)噪聲源產(chǎn)生的信號依次通過噪聲功分網(wǎng)絡(luò)注入V(垂直極化)和H(水平極化)接收機(jī)，通過四點(diǎn)定標(biāo)求得接收機(jī)電壓偏置；其次利用輸入高溫源和低溫源的結(jié)果求得接收機(jī)消條紋函數(shù)在零點(diǎn)的取值，再求得V路接收機(jī)和H路接收的接收噪聲溫度，完成去歸一化處理；最后通過非相關(guān)噪聲注入，完成對接收通道殘留誤差的校正得到最終校正后的復(fù)相關(guān)函數(shù)，進(jìn)而可以得到全極化亮溫。本發(fā)明具有定標(biāo)精度高、實(shí)現(xiàn)簡單、可靠性高，適于星載應(yīng)用，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
文檔編號G01S7/40GK102353944SQ20111014667
公開日2012年2月15日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者呂容川, 李一楠, 李延明, 李 浩, 段崇棣 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所