專利名稱：一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，特別是一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]極化微波輻射計(jì)自上世紀(jì)90年代以來(lái)逐漸應(yīng)用于被動(dòng)微波遙感領(lǐng)域，它在傳統(tǒng)微波輻射計(jì)功率幅度測(cè)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提取觀測(cè)目標(biāo)的極化信息。即除了測(cè)量目標(biāo)微波熱電磁輻射功率的兩個(gè)正交極化分量外，還能夠測(cè)量這兩個(gè)正交分量的復(fù)相關(guān)分量的實(shí)部T,。三極化輻射計(jì)(測(cè)量T、、Th、T,這三個(gè)斯托克斯分量的輻射計(jì))在遙感海洋風(fēng)場(chǎng)方面的顯著作用已經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證。[0003]在國(guó)際上，幾乎所有業(yè)務(wù)應(yīng)用型衛(wèi)星搭載的微波輻射計(jì)在發(fā)射前都要進(jìn)行校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)是最基礎(chǔ)、最經(jīng)濟(jì)的校準(zhǔn)方式；地面真空環(huán)境校準(zhǔn)是精度最高的一種校準(zhǔn)方式。Gasiewski和Kunkee設(shè)計(jì)了一種能夠校準(zhǔn)三極化微波輻射計(jì)的校準(zhǔn)裝置，該裝置主要包括冷參考負(fù)載、熱參考負(fù)載和極化產(chǎn)生器。但Gasiewski等人所提出裝置存在的問(wèn)題是還需要使用另外一個(gè)非極化參考負(fù)載，即第三個(gè)參考負(fù)載。在校準(zhǔn)輻射計(jì)時(shí)，要么暫時(shí)移走極化產(chǎn)生器，要么移動(dòng)輻射計(jì)指向除冷參考負(fù)載和熱參考負(fù)載以外的第三個(gè)參考負(fù)載，才能實(shí)現(xiàn)三極化微波輻射計(jì)的校準(zhǔn)。[0004]Gasiewski和K unkee提出的裝置可以實(shí)現(xiàn)三極化微波福射計(jì)的實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)。但對(duì)于地面真空環(huán)境校準(zhǔn)，Gasiewski方案上存在著較大的工程實(shí)現(xiàn)難度。因?yàn)樵诘孛嬲婵招?zhǔn)時(shí)，在真空罐內(nèi)移動(dòng)極化產(chǎn)生器存在較大難度，一旦發(fā)生機(jī)械故障，只能終止試驗(yàn)，并且極化產(chǎn)生器很可能面臨無(wú)處可以移動(dòng)的限制。此外在真空罐內(nèi)，由于空間相對(duì)狹小，讓輻射計(jì)在完成沿天線軸向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還要移動(dòng)輻射計(jì)指向除冷參考負(fù)載及熱參考負(fù)載以外的另一個(gè)參考負(fù)載也較難實(shí)現(xiàn)。[0005]Gasiewski等人提出的方案與本裝置的核心區(qū)別在于Gasiewski方案不包含可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載。Gasiewski方案使用了兩個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載，即熱參考負(fù)載和冷參考負(fù)載，分別放置在本裝置固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載的位置上。為了實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)三極化輻射計(jì)所需的線性無(wú)關(guān)的亮溫度向量信號(hào)輸出，該方案需要在輻射計(jì)校準(zhǔn)過(guò)程中將第三個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載多次移動(dòng)到極化產(chǎn)生器的上方。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型目的在于提供一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，解決以往校準(zhǔn)裝置需要移走極化產(chǎn)生器以及引入第三個(gè)參考負(fù)載而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的問(wèn)題。[0007]—種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，包括:極化產(chǎn)生器、不銹鋼屏蔽桶、不銹鋼固定板A、固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載、不銹鋼固定板B、絕熱支撐板、底板、轉(zhuǎn)臺(tái)和溫度傳感器，還包括:可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載、液氮管和電阻加熱棒。其中，極化產(chǎn)生器包括:不銹鋼框和金屬線。[0008]不銹鋼框?yàn)榫匦谓Y(jié)構(gòu)，在金屬框上裝配有一組等間距的平行線金屬線。金屬線的間距小于工作波長(zhǎng)的5%，金屬線直徑小于金屬線間距的20%。極化產(chǎn)生器一端與不銹鋼屏蔽桶上端螺釘固定，極化產(chǎn)生器另一端與不銹鋼固定板B螺釘固定，不銹鋼固定板B與絕熱支撐板螺釘固定。極化產(chǎn)生器與可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載的水平面夾角為45度。不銹鋼屏蔽桶為一個(gè)正方形圈型結(jié)構(gòu)，其下端與底座螺釘固定，不銹鋼屏蔽桶的高度大于固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載邊長(zhǎng)。不銹鋼固定板A與底座螺釘固定，固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載與不銹鋼固定板A螺釘固定。液氮管、溫度傳感器置于固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載內(nèi)部，液氮管均勻嵌入固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載內(nèi)部，溫度傳感器嵌入固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載尖部?？勺儨囟赛c(diǎn)參考負(fù)載水平置于絕熱支撐板上，可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載與絕熱支撐板螺釘固定，可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載與固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載呈垂直關(guān)系。液氮管、電阻加熱棒、溫度傳感器置于可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載內(nèi)部。液氮管、電阻加熱棒均勻嵌入可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載內(nèi)部，溫度傳感器嵌入可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載尖部。絕熱支撐板置于可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載與底板之間，絕熱支撐板與底板螺釘固定，用于阻斷可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載與底座之間的熱傳導(dǎo)換熱。底板與轉(zhuǎn)臺(tái)螺釘固定。工作時(shí)，液氮制冷的固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載提供一個(gè)80K 90K之間的固定亮溫度參考信號(hào)?？勺儨囟赛c(diǎn)參考負(fù)載利用液氮作為制冷媒質(zhì)，電阻加熱棒作為加熱裝置，提供一個(gè)溫度點(diǎn)可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)亮溫信號(hào)輸出。負(fù)載內(nèi)部的物理溫度由溫度傳感器監(jiān)測(cè)。轉(zhuǎn)臺(tái)位于校準(zhǔn)裝置的最底部，利用轉(zhuǎn)臺(tái)改變校準(zhǔn)裝置相對(duì)于被校輻射計(jì)天線極化方向的角度，并改變可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載的物理溫度，這樣來(lái)自固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載并經(jīng)極化產(chǎn)生器向上反射后產(chǎn)生的信號(hào)，和來(lái)自可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載并透射過(guò)極化產(chǎn)生器向上傳輸?shù)男盘?hào)相組合，提供出用于校準(zhǔn)三極化輻射計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)亮溫度信號(hào)，校準(zhǔn)信號(hào)傳輸方向?yàn)榭勺儨囟葏⒖钾?fù)載法線方向。不銹鋼屏蔽桶減少真空罐內(nèi)背景環(huán)境與固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載之間的輻射換熱，用于提高固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載的表面溫度均勻性。本裝置用一個(gè)可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載和一個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載，替代了原有使用三個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載的方案，簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)，節(jié)約了使用空間從而更適合于真空環(huán)境下三極化輻射計(jì)校準(zhǔn)。本裝置使用可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載代替了 Gasiewski方案中兩個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載中的一個(gè)，通過(guò)可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載內(nèi)部的液氮管和電阻加熱器改變參考負(fù)載的物理溫度，進(jìn)而改變參考負(fù)載的輸出亮溫度，可以產(chǎn)生與Gasiewski方案效果相同的校準(zhǔn)信號(hào)組合。

圖1 一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置的示意圖；圖2 —種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置的極化產(chǎn)生器示意圖。1.極化產(chǎn)生器 2.不銹鋼屏蔽桶 3.不銹鋼固定板A 4.固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載5.可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載 6.不銹鋼固定板B 7.絕熱支撐板 8.底板9.轉(zhuǎn)臺(tái)[0019]10.溫度傳感器 11.液氮管 12.電阻加熱棒 13.不銹鋼框 14.金屬線。
具體實(shí)施方式
[0020]一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，包括:極化產(chǎn)生器1、不銹鋼屏蔽桶2、不銹鋼固定板A3、固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4、不銹鋼固定板B6、絕熱支撐板7、底板8、轉(zhuǎn)臺(tái)9和溫度傳感器10，還包括:可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5、液氮管11和電阻加熱棒12。其中，極化產(chǎn)生器I包括:不銹鋼框13和金屬線14。[0021]不銹鋼框13為矩形結(jié)構(gòu)，在金屬框上裝配有一組等間距的平行線金屬線14。金屬線14的間距小于工作波長(zhǎng)的5%，金屬線14直徑小于金屬線14間距的20%。極化產(chǎn)生器I一端與不銹鋼屏蔽桶2上端螺釘固定，極化產(chǎn)生器I另一端與不銹鋼固定板B6螺釘固定，不銹鋼固定板B6與絕熱支撐板7螺釘固定。極化產(chǎn)生器I與可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5的水平面夾角為45度。不銹鋼屏蔽桶2為一個(gè)正方形圈型結(jié)構(gòu)，其下端與底座螺釘固定，不銹鋼屏蔽桶2的高度大于固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4邊長(zhǎng)。[0022]不銹鋼固定板A3與底座螺釘固定，固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4與不銹鋼固定板A3螺釘固定。[0023]液氮管11、溫度傳感器10置于固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4內(nèi)部，液氮管11均勻嵌入固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4內(nèi)部，溫度傳感器10嵌入固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4尖部。[0024]可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5水平置于絕熱支撐板7上，可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5與絕熱支撐板7螺釘固定，可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5與固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4呈垂直關(guān)系。液氮管11、電阻加熱棒12、溫度傳感器10置于可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5內(nèi)部。液氮管11、電阻加熱棒12均勻嵌入可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5內(nèi)部，溫度傳感器10嵌入可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5尖部。[0025]絕熱支撐板7置于可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5與底板8之間，絕熱支撐板7與底板8螺釘固定，用于阻斷可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5與底座之間的熱傳導(dǎo)換熱。底板8與轉(zhuǎn)臺(tái)9螺釘固定。[0026]工作時(shí)，液氮制冷的固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4提供一個(gè)80K 90K之間的固定亮溫度參考信號(hào)。可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5利用液氮作為制冷媒質(zhì)，電阻加熱棒12作為加熱裝置，提供一個(gè)溫度點(diǎn)可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)亮溫信號(hào)輸出。負(fù)載內(nèi)部的物理溫度由溫度傳感器10監(jiān)測(cè)。轉(zhuǎn)臺(tái)9位于校準(zhǔn)裝置的最底部，利用轉(zhuǎn)臺(tái)9改變校準(zhǔn)裝置相對(duì)于被校輻射計(jì)天線極化方向的角度，并改變可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5的物理溫度，這樣來(lái)自固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4并經(jīng)極化產(chǎn)生器I向上反射后產(chǎn)生的信號(hào)，和來(lái)自可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5并透射過(guò)極化產(chǎn)生器I向上傳輸?shù)男盘?hào)相組合，提供出用于校準(zhǔn)三極化輻射計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)亮溫度信號(hào)，校準(zhǔn)信號(hào)傳輸方向?yàn)榭勺儨囟葏⒖钾?fù)載法線方向。不銹鋼屏蔽桶2減少真空罐內(nèi)背景環(huán)境與固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5之間的輻射換熱，用于提高固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載4和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載5的表面溫度均勻性。
權(quán)利要求1.一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，包括:極化產(chǎn)生器(1)、不銹鋼屏蔽桶(2)、不銹鋼固定板A (3)、固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)、不銹鋼固定板B (6)、絕熱支撐板(7)、底板(8)、轉(zhuǎn)臺(tái)(9)和溫度傳感器(10)，其特征在于還包括:可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)、液氮管(11)和電阻加熱棒(12);其中，極化產(chǎn)生器(I)包括:不銹鋼框(13)和金屬線(14)； 不銹鋼框(13)為矩形結(jié)構(gòu)，在金屬框上裝配有一組等間距的平行線金屬線(14);金屬線(14)的間距小于工作波長(zhǎng)的5%，金屬線(14)直徑小于金屬線(14)間距的20% ;極化產(chǎn)生器(I) 一端與不銹鋼屏蔽桶(2)上端螺釘固定，極化產(chǎn)生器(I)另一端與不銹鋼固定板B(6 )螺釘固定，不銹鋼固定板B (6 )與絕熱支撐板(7 )螺釘固定；極化產(chǎn)生器(I)與可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)的水平面夾角為45度；不銹鋼屏蔽桶(2)為一個(gè)正方形圈型結(jié)構(gòu)，其下端與底座螺釘固定，不銹鋼屏蔽桶(2)的高度大于固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)邊長(zhǎng)； 不銹鋼固定板A (3)與底座螺釘固定，固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)與不銹鋼固定板A (3)螺釘固定；液氮管(11)、溫度傳感器(10)置于固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)內(nèi)部，液氮管(11)均勻嵌入固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)內(nèi)部，溫度傳感器(10)嵌入固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)尖部；可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)水平置于絕熱支撐板(7)上，可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)與絕熱支撐板(7)螺釘固定，可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)與固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)呈垂直關(guān)系；液氮管(11)、電阻加熱棒(12)、溫度傳感器(10)置于可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)內(nèi)部；液氮管(11)、電阻加熱棒(12)均勻嵌入可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)內(nèi)部，溫度傳感器(10)嵌入可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)尖部； 絕熱支撐板(7)置于可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)與底板(8)之間，絕熱支撐板(7)與底板(8)螺釘固定，用于阻斷可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)與底座之間的熱傳導(dǎo)換熱；底板(8)與轉(zhuǎn)臺(tái)(9)螺釘固定； 工作時(shí)，液氮制冷的固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)提供一個(gè)80K 90K之間的固定亮溫度參考信號(hào)；可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)利用液氮作為制冷媒質(zhì)，電阻加熱棒(12)作為加熱裝置，提供一個(gè)溫度點(diǎn)可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)亮溫信號(hào)輸出；負(fù)載內(nèi)部的物理溫度由溫度傳感器(10)監(jiān)測(cè)；轉(zhuǎn)臺(tái)(9)位于校準(zhǔn)裝置的最底部，利用轉(zhuǎn)臺(tái)(9)改變校準(zhǔn)裝置相對(duì)于被校輻射計(jì)天線極化方向的角度，并改變可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)的物理溫度，這樣來(lái)自固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)并經(jīng)極化產(chǎn)生器(I)向上反射后產(chǎn)生的信號(hào)，和來(lái)自可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)并透射過(guò)極化產(chǎn)生器(I)向上傳輸?shù)男盘?hào)相組合，提供出用于校準(zhǔn)三極化輻射計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)亮溫度信號(hào)，校準(zhǔn)信號(hào)傳輸方向?yàn)榭勺儨囟葏⒖钾?fù)載法線方向；不銹鋼屏蔽桶(2)減少真空罐內(nèi)背景環(huán)境與固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)之間的輻射換熱，用于提高固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)和可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)的表面溫度均勻性。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種真空環(huán)境的三極化微波輻射計(jì)校準(zhǔn)裝置，包括極化產(chǎn)生器(1)、不銹鋼屏蔽桶(2)、不銹鋼固定板A(3)、固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)、不銹鋼固定板B(6)、絕熱支撐板(7)、底板(8)、轉(zhuǎn)臺(tái)(9)和溫度傳感器(10)，還包括可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)、液氮管(11)和電阻加熱棒(12)；其中，極化產(chǎn)生器(1)包括不銹鋼框和金屬線。本裝置用一個(gè)可變溫度點(diǎn)參考負(fù)載(5)和一個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載(4)，替代了原有使用三個(gè)固定溫度點(diǎn)參考負(fù)載的方案，簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)，節(jié)約了使用空間從而更適合于真空環(huán)境下三極化輻射計(jì)校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01R35/00GK202975310SQ20122069588
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者程春悅, 翟宏, 陳晉龍, 孫曉寧 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第二研究院二〇三所