Ka波段模拟型全极化微波辐射计研究

【摘要】：全极化辐射测量是一种新的微波遥感参数的探测技术,它测量目标微波辐射的全部4个Stokes极化参量,对于表面粗糙度各向异性特性的探测以及目标的分类与识别具有很好的前景。全极化微波辐射计对海洋风场的测量和研究具有重要意义,它通过测量目标的Stokes矢量来得到目标的全部极化信息,这对传统的海洋风场测量是一种有效的补充。 本论文研制了一种Ka波段模拟型全极化微波辐射计,内容涵盖系统原理、系统设计、模拟复相关器的研制及测试、定标并对全极化微波辐射计主要参数进行了分析。 全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器,其中相关器是全极化微波辐射计的关键部件。本论文提出了一种直接相关型模拟复相关器,其具有灵敏度高,体积小,功耗低等优点。对模拟复相关器进行误差分析,给出减少复相关幅度误差和相位误差的方案。按此方案对模拟复相关器进行了设计和研制。得到了模拟复相关器测量结果及全极化微波辐射计噪声测量结果。结果表明采用此模拟复相关器的全极化微波辐射计具有较好的极化测量性能。同时,本文也介绍了一种加法型模拟复相关器,它采用混合耦合器构成移相网络,在中频将电磁波相位调整到特定状态,从而实现了用加法思想获取全部的Stokes参量。分别研制了分布参数和集总参数的移相网络,对它们进行了测量和比较。最后对加法型模拟复相关器进行了整体噪声源测试。 本文对全极化微波辐射计的定标原理和硬件实现技术也作了详细介绍。在三极化定标方案的基础上,给出了实验室全极化外定标实现方案。利用相位延迟板横放和竖放之间理论上的相位关系,实现了延迟板的实际相位值测量,最终给出了四个Stokes参量定标结果。同时给出了定标不确定分析和误差分析结果。文章最后介绍了衡量全极化微波辐射计系统的重要参数测量及其结果分析。