一種室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微波遙感技術領域，尤其是一種室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置及其使用方法。
【背景技術】
[0002]微波是指波長在lmm-lm的波段范圍無線電波，該波譜范圍又包括為毫米波、厘米波和分米波。微波遙感技術是綜合研究微波一地表復雜系統(tǒng)相互作用。其目的是通過測量目標的后向散射系數(shù)，來主要反演目標的粗糙度(幾何特性)及介電常數(shù)和濕度(物理特性)等，研究反演的有用信息在農業(yè)和環(huán)境監(jiān)測方面的應用。
[0003]微波遙感是指利用微波傳感器分析地物發(fā)射或反射的微波輻射回波，經(jīng)過解譯分析來識別地物的技術。電磁波傳輸過程中與地物相互作用的機理可描述為:地物受電磁波照射，其表面或體內感應出變化的面電荷或體電荷，產生散射回波，電磁波受到地物介電的調制作用，使散射回波的性質有別于入射波。這種調制影響效應決定于目標物理結構和性質，不同地物對相同入射波具有不同的調制特性。這種調制作用使散射回波的頻率、振幅、相位以及極化等參量發(fā)生變化。即散射回波中含有與地物直接相關的物理結構信息，入射波與散射回波在頻率、幅度、相位以及極化特性上的差異，就成為獲取地物散射特征及反演地表參數(shù)的重要依據(jù)。因為土壤含水量的不同使其表現(xiàn)出明顯不同的介電特性，使散射系數(shù)明顯依賴于土壤濕度，這是微波遙感測量反演土壤水分的物理基礎。
[0004]但是目前散射系數(shù)(包括散射回波的頻率、振幅、相位以及極化等參量)與地表特征參數(shù)的對應關系都是通過理論或依靠經(jīng)驗所得，即微波遙感衛(wèi)星獲取的散射系數(shù)對應的是某一區(qū)域的地表特征參數(shù)，區(qū)域地表特征參數(shù)往往存在不均勻性，且受到天線角度、地表坡度和微波傳輸過程中云層大氣等其它因素的影響，這種對應關系與實際往往存在較大誤差，不利于高精度反演地表參數(shù)。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決地面后向散射系數(shù)的測量存在的上述技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、使用方便的室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置及其使用方法。本發(fā)明可以測定微波遙感各種地表類型地、表坡度、天線角度的散射系數(shù)，以精確反演地表特征。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是:包括微波發(fā)射機、散射計、微波防漏罩、地面平臺，微波發(fā)射機天線、散射計天線和地面平臺位于微波防漏罩內，地面平臺包括位于其上部的條形支架和底部的盒形容器，微波發(fā)射機天線和散射計天線安裝在條形支架兩邊，盒形容器內裝有土壤或草地或水層或雪層或冰層。
[0007]上述的室內測定地面后向散射系數(shù)的裝置中，所述的條形支架固定于支撐柱上，盒形容器中部通過軸承固定于門架橫梁上。
[0008]上述的室內測定地面后向散射系數(shù)的裝置中，所述的條形支架上設有導軌，微波發(fā)射機天線和散射計天線通過懸掛柱置于上部的導軌上。
[0009]上述的室內測定地面后向散射系數(shù)的裝置中，所述的微波發(fā)射機天線和散射計天線通過水平方向的旋轉軸與懸掛柱相連。
[0010]上述的室內測定地面后向散射系數(shù)的裝置中，所述的微波防漏罩罩體下方設有缺口，微波發(fā)射機天線和散射機接收天線的接線從缺口中穿過。
[0011]上述的室內測定地面后向散射系數(shù)的裝置中，所述的微波防漏罩罩體內設有水層。
[0012]—種室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置的使用方法，所述裝置包括微波發(fā)射機、散射計、微波防漏罩和地表平臺，微波發(fā)射機的發(fā)射天線、散射計的接收天線和地表平臺位于微波防漏罩內，地表平臺包括位于其上部的條形支架和底部的盒形容器，微波發(fā)射機天線和散射計天線安裝在條形支架兩邊，盒形容器內裝有土壤或草地或水層或雪層或冰層；其使用方法如下:保持發(fā)射和接收天線之間距離、發(fā)射和接收天線的角度和盒形容器角度不變，改變盒形容器所乘被測物，將裝置安裝好，打開微波發(fā)射機和散射機電源，讀取微波發(fā)射機和散射機的數(shù)據(jù)，計算測定不同被測物的后向散射系數(shù)；
[0013]—種室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置的使用方法，其步驟是:保持發(fā)射和接收天線之間距離、發(fā)射和接收天線的角度、盒形容器所乘被測物不變，改變盒形容器角度，將裝置安裝好，打開微波發(fā)射機和散射機電源，讀取微波發(fā)射機和散射機的數(shù)據(jù)，計算測定不同被測物的后向散射系數(shù)；
[0014]—種室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置的使用方法，其步驟是:保持發(fā)射和接收天線之間距離、盒形容器角度、盒形容器所乘被測物不變，改變發(fā)射和接收天線的角度，將裝置安裝好，打開微波發(fā)射機和散射機電源，讀取微波發(fā)射機和散射機的數(shù)據(jù)，計算測定不同被測物的后向散射系數(shù)；
[0015]—種室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置的使用方法，其步驟是:保持發(fā)射和接收天線的角度、盒形容器角度、盒形容器所乘被測物不變，改變發(fā)射和接收天線之間距離，將裝置安裝好，打開微波發(fā)射機和散射機電源，讀取微波發(fā)射機和散射機的數(shù)據(jù)，計算測定不同被測物的后向散射系數(shù)。
[0016]本發(fā)明的技術效果在于:本發(fā)明將微波發(fā)射機天線、散射計天線和地面平臺位于微波防漏罩內，地面平臺包括位于其上部的條形支架和底部的盒形容器，微波發(fā)射機天線和散射計天線安裝在條形支架兩邊，盒形容器內裝有土壤或草地或水層或雪層或冰層。通過改變發(fā)射和接收天線之間距離、發(fā)射和接收天線的和盒形容器角度、盒形容器所乘被測物等參數(shù)，都可測量得到不同的后向散射系數(shù)，之后可計算各種不同情況下的地表特征參數(shù)集，并分析總結出各種地表類型的特征參與散射系數(shù)的對應關系，為微波遙感精確分別確定地表類型提供依據(jù)。本發(fā)明完整呈現(xiàn)了微波遙感的過程和原理，便于學習和理解各種不同條件下地表后向散射系數(shù)變化的原因，因此也可用于相關專業(yè)的教學和實驗。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明中地表平臺的結構示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中條形支架的結構示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0020]圖中:1微波發(fā)射機；2散射計；3微波防漏罩；4地表平臺；5發(fā)射天線；6接收天線；7條形支架；8盒形容器；9盒形容器中部軸承；10懸掛柱；11導軌；12旋轉軸；13水層；14 缺口。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0022]如圖1、2、3所示，本發(fā)明中的室內測定地表后向散射系數(shù)的裝置包括微波發(fā)射機
1、散射計2、微波防漏罩3、微波發(fā)射機天線5、散射機接收天線6、條形支架7、盒形容器8，微波發(fā)射機的微波發(fā)射機天線5、散射計的散射機接收天線6、條形支架7以及盒形容器8位于微波防漏罩內，地面平臺4包括位于其上部的條形支架7和底部的盒形容器8，微波發(fā)射機天線5和散射計天線6安裝在條形支架7兩邊，盒形容器8內裝有土壤或一定厚度的草地或水層或雪層或冰層。
[0023]微波防漏罩3表面封閉有一定厚度的水層，罩體下方有若干缺口，微波發(fā)射機天線5和散射機接收天線6的接線從缺口中穿過。微波防漏罩3表面的水層吸收輻射至表面的表面，近似構成一個電磁場吸收邊界。微波防漏罩3可用透明不吸波材料制成，以便隨時觀察內部設備的位置變化。
[0024]地面平臺4包括條形支架7和盒形容器8。條形支架7通過支撐柱與地面平臺8相連，條形支架7可沿支撐柱上下移動。盒形容器8中部通過軸承9連接在條形支架7上，盒形容器可繞該軸承9旋轉，與地面形成一定夾角。條形支架7和盒形容器8均選用不吸波材料。盒形容器8內部乘裝的物料可以更換，可以換成不同含水率或地表粗糙度的土壤或其他雪層冰層等，以測定不同地面類型散射系數(shù)。使盒形容器8中物料表面與地面形成一定夾角目的是模擬實際地面不平坦的情況，以測得不同地面傾角時的散射系數(shù)。
[0025]如圖2所