微波輻射計(jì)使用手冊(cè)

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1、地基多頻段微波輻射計(jì)使用手冊(cè)（HSMR）長(zhǎng)春市海思電子信息技術(shù)有限責(zé)任公司2011年10月i目錄1．產(chǎn)品簡(jiǎn)介12.接收機(jī)的原理與設(shè)計(jì)43.操作步驟和軟件使用63.1軟件功能63.2單極化微波輻射計(jì)控制軟件73.2S波段雙極化微波輻射計(jì)控制程序93.3L波段雙極化微波輻射計(jì)控制程序104．微波輻射計(jì)的定標(biāo)125.微波輻射計(jì)電纜連接標(biāo)識(shí)136.微波輻射計(jì)安裝與使用注意事項(xiàng)146.1接收機(jī)安裝與電纜連接146.2數(shù)據(jù)采集器與電源的安裝146.3系統(tǒng)接地要求147.探測(cè)環(huán)境條件要求157.1探測(cè)環(huán)境條件的要求157.2探測(cè)場(chǎng)地的要求157.

2、3工作室要求及設(shè)備安置168.常見(jiàn)故障分析16i1．產(chǎn)品簡(jiǎn)介微波輻射計(jì)是寬頻帶、高增益、高靈敏度的被動(dòng)微波遙感儀器，能夠在很強(qiáng)的背景噪聲中提取微弱的信號(hào)變化量。通過(guò)接收被測(cè)目標(biāo)自身的微波輻射獲取相應(yīng)的物理特性，經(jīng)過(guò)有效的數(shù)據(jù)反演進(jìn)行定量分析。本套產(chǎn)品的微波輻射計(jì)主要包括7個(gè)頻率的儀器，在微波頻率劃分上分別是L、S、C、X、Ku、K和Ka，具體設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)頻率為1.4GHz，2.65GHz，6.6GHz，10.65GHz，13.9GHz，18.7GHz，37GHz。其中1.4GHz和2.65GHz為雙極化天線，6.6GHz，10.65GH

3、z，13.9GHz，18.7GHz，37GHz為喇叭天線，可以旋轉(zhuǎn)機(jī)身轉(zhuǎn)換極化測(cè)量，以求對(duì)巖石加載過(guò)程中微波多個(gè)頻率點(diǎn)有深入細(xì)致的了解。單極化接收各波段微波輻射計(jì)的原理框圖如圖1所示。圖1微波輻射計(jì)接收通道原理框圖雙極化微波輻射計(jì)利用雙極化接收天線同時(shí)接收目標(biāo)的微波輻射信息，由線性極化分離器分別獲取水平極化和垂直極化信息，經(jīng)兩路接收通道進(jìn)行處理。數(shù)字控制單元完成射頻開關(guān)的控制，并將測(cè)量得到的原始數(shù)據(jù)通過(guò)串行通訊送到主計(jì)算機(jī)。17L、S波段屬于微波遙感應(yīng)用頻率的低端，極易受到其它電磁輻射源的影響，因此需要在通道中增加高精度濾波器。L波

4、段采用了7階契比雪夫帶通介質(zhì)濾波器，工作頻帶為1400MHz～1427MHz，過(guò)渡帶寬15MHz,帶內(nèi)損耗為1dB，過(guò)渡帶損耗大于60dB；S波段采用了5階契比雪夫腔體濾波器，工作頻帶為2.65GHz～2.85GHz，過(guò)渡帶寬20MHz,帶內(nèi)損耗為2dB，過(guò)渡帶損耗大于60dB。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。參考源H射頻開關(guān)（H）帶通濾波器低噪聲放大器極化分離器接收天線射頻開關(guān)（V）帶通濾波器低噪聲放大器參考源V本振低噪聲放大器可變?cè)鲆娣糯笃鞯驮肼暻爸弥蓄l放大器混頻器低噪聲放大器可變?cè)鲆娣糯笃鞯驮肼暻爸弥蓄l放大器混頻器本振數(shù)字控制單元平方

5、律檢波器A/D轉(zhuǎn)換視頻放大器A/D轉(zhuǎn)換視頻放大器平方律檢波器圖2雙極化微波輻射計(jì)接收通道原理框圖為了提高L波段雙極化微波輻射計(jì)的抗干擾性，采用了電源與接收機(jī)分離的技術(shù)方案，即二者為兩個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的箱體單元。單極化微波輻射計(jì)采用了標(biāo)準(zhǔn)矩形喇叭天線接收目標(biāo)的輻射，雙極化微波輻射計(jì)采用前饋式拋面天線型式，饋源為高性能的波紋喇叭，在近場(chǎng)的情況下，可以進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量。矩形喇叭天線的3dB波束角為15°，增益1718dB；拋物面天線的3dB波束角為15°（L波段）、7.5°（S波段），增益為25dB。天線表面結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3天線表面結(jié)構(gòu)示意圖系

6、統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。表1微波輻射計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)工作頻率(GHz)1.4132.66.610.013.918.736.5中頻帶寬(MHz)20200400400400200400靈敏度(K，積分時(shí)間100毫秒)0.100.100.100.10.10.150.15靈敏度（K，積分時(shí)間1秒）0.040.040.040.040.040.050.05數(shù)據(jù)采集率100點(diǎn)/秒線性相關(guān)系數(shù)30.9999亮溫測(cè)量范圍(K)150~500天線型式對(duì)角低副瓣喇叭天線17接收機(jī)定標(biāo)精度(K)0.2~1.0穩(wěn)定度0.15K/day,1.0K/(mon

7、th),2.0K/(year)重量(kg)5566666體積200mm′200mm′350mm供電方式交流220伏接收機(jī)功耗(W)50505555556060數(shù)據(jù)終端Windows’XP/人機(jī)對(duì)話界面，接收機(jī)與主計(jì)算機(jī)通訊方式為RS232/422工作環(huán)境溫度－20°C～＋55°C2.接收機(jī)的原理與設(shè)計(jì)根據(jù)Planck輻射定律，處于絕對(duì)零度以上的任何物體在所有的頻率上均輻射電磁能。一般認(rèn)為，物體在微波波段向外輻射能量是由分子旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)以及電子自轉(zhuǎn)與磁場(chǎng)之間的相互作用產(chǎn)生的。物體的微波輻射能量強(qiáng)弱首先與其本身性質(zhì)有關(guān)，還與物體的溫度和表

8、面狀態(tài)、頻率、極化、傳播方向等因素有關(guān)。接收機(jī)采用數(shù)字增益自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)方案，系統(tǒng)框圖如圖4所示。數(shù)字增益自動(dòng)補(bǔ)償微波輻射計(jì)是將一個(gè)基準(zhǔn)參考源信號(hào)通過(guò)微波輻射計(jì)系統(tǒng)，在輸出端檢測(cè)出系統(tǒng)增益的變化量，用專門設(shè)計(jì)的數(shù)字單元控制系統(tǒng)，按此變化