微波遥感与红外高光谱遥感联合应用的进展与展望

1

作者 李旌阳 何杰颖 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期413-423,共11页

随着地球科学研究的深入,单一遥感技术由于物理机制的限制,难以满足复杂地球系统观测对精度、时空分辨率和数据维度的需求.本研究对微波遥感与红外高光谱遥感的结合应用进行综述,通过分析相关文献,探讨了两种技术的基础原理与特性,总结... 随着地球科学研究的深入,单一遥感技术由于物理机制的限制,难以满足复杂地球系统观测对精度、时空分辨率和数据维度的需求.本研究对微波遥感与红外高光谱遥感的结合应用进行综述,通过分析相关文献,探讨了两种技术的基础原理与特性,总结其在灾害管理和生态环境监测中的应用现状,梳理多传感器融合的技术进展,并分析其面临的主要挑战,包括时空分辨率差异、多传感器校准与数据处理复杂性等问题.研究表明,微波与红外高光谱遥感的融合能够提升观测精度与数据覆盖范围,为气象预报、灾害响应和生态保护提供科学支持.未来需优化融合算法与数据处理技术,推动融合技术向产品化和实际应用转化,为全球气候变化与生态环境研究提供更强有力的工具. 展开更多

关键词 微波遥感 红外高光谱遥感 多传感器融合 地球观测 数据处理 时空分辨率 灾害管理 生态环境监测

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地球磁场微波遥感探测方法研究进展 被引量：2

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作者 王可昕 王振占 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期818-831,共14页

地磁场是地球的重要物理场之一,地磁学在地球与空间物理以及地质等领域具有极为重要的作用.强便利性、低成本、广空间范围的磁场测量方法与高精度、多维度的地磁测量数据的获取,是地磁学等领域科学与应用研究得以深入的重要依据.为解决... 地磁场是地球的重要物理场之一,地磁学在地球与空间物理以及地质等领域具有极为重要的作用.强便利性、低成本、广空间范围的磁场测量方法与高精度、多维度的地磁测量数据的获取,是地磁学等领域科学与应用研究得以深入的重要依据.为解决基于高精度磁强计的原位磁场测量方法在效率和探测范围等方面的局限,遥感探测已经逐渐开始成为一个新的磁场探测研究领域.本文基于微波辐射计遥感手段的地磁场遥感探测方法,综合分析了地磁场微波遥感技术方法的基本原理、研究进展与应用现状,并在此基础上讨论了其在探测能力等方面的需求、技术难点及未来的发展趋势,进而对未来磁场遥感探测研究,例如行星磁场遥感探测等提出了新的展望. 展开更多

关键词 地磁场 磁场遥感探测 微波遥感 ZEEMAN效应

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风云三号D星微波湿度计在台风“摩羯”预报中的效果解析

3

作者 冯雨萱 何杰颖 马刚 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期364-382,共19页

2411号台风“摩羯”于2024年9月登陆中国东南沿海地区,风云三号D星(FY-3D)微波湿度计(MWHS-II)成功监测到该台风.本研究在天气研究与预报模式数据同化系统(Weather Research and Forecasting model Data Assimilation system,WRFDA)中... 2411号台风“摩羯”于2024年9月登陆中国东南沿海地区,风云三号D星(FY-3D)微波湿度计(MWHS-II)成功监测到该台风.本研究在天气研究与预报模式数据同化系统(Weather Research and Forecasting model Data Assimilation system,WRFDA)中构建了晴空条件下FY-3D MWHS-II资料三维变分同化框架,通过设置118 GHz,183 GHz单频段以及双频段联合同化及预报试验方案,系统评估了MWHS-II资料同化对台风“摩羯”的强度、路径及降水预报效果.试验表明,同化FY-3D MWHS-II资料有效提升了分析场质量,对台风强度、路径和降水的预报也产生了积极影响.台风预报方面,同化118 GHz和183 GHz通道对台风路径预报分别改进了17.18%和13.39%,洋面区域的183 GHz同化更使得路径预报改进率达到14.59%;降水预报方面,MWHS-II资料同化显著提升初期24 h内中小雨量级(<25 mm)预报命中率,其中118 GHz通道对强降水(>50 mm)预报表现出独特优势;183 GHz通道的改进效应在24 h后逐步显现,而双频段联合同化方案展现出综合优势,各量级降水的降水分数技能得分(Fractions Skill Scores,FSS)相比控制试验提升显著.FY-3D MWHSII的118 GHz和183 GHz频段在不同预报要素上的差异化改进效果,突显了FY-3D MWHS-II资料在区域台风数值预报中的独特应用价值及应用潜力. 展开更多

关键词 微波湿度计 风云三号D星 卫星微波资料同化 数值天气预报 台风“摩羯”

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海洋遥感综合孔径微波辐射计系统误差的降低 被引量：2

4

作者 杨晓城 阎敬业 +2 位作者 武林 吴龙 吕文涛 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期60-64,共5页

被动微波遥感是海洋遥感的一项重要手段,可以测量一些重要的海洋参数,如海表面盐度、海表面风矢量等。综合孔径微波辐射计是目前被动微波遥感领域的一个研究热点。然而,由于综合孔径辐射计在空间频率上只能覆盖有限的带宽,无法获取观测... 被动微波遥感是海洋遥感的一项重要手段,可以测量一些重要的海洋参数,如海表面盐度、海表面风矢量等。综合孔径微波辐射计是目前被动微波遥感领域的一个研究热点。然而,由于综合孔径辐射计在空间频率上只能覆盖有限的带宽,无法获取观测目标的高频分量,所以即使不存在G矩阵误差和辐射噪声情况下,依然存在固有的系统误差。针对固有的系统误差,提出了一种系统误差降低方法应用于FPIR系统中。仿真结果表明：该方法能够有效降低FPIR系统误差,获取高精确度的亮温数据以满足测量海表面盐度和海表面风矢量等应用需求。 展开更多

关键词 海洋遥感 被动微波遥感 综合孔径微波辐射计 系统误差 全极化干涉式微波辐射计(FPIR)

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星载W波段多普勒雷达云内大气风场探测信号仿真研究

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作者 叶晗 张子瑾 +2 位作者 董晓龙 朱迪 张敬钰 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期340-352,共13页

全球三维大气风场探测对提升数值天气预报精度、增强气象灾害预警能力及保障航空航天安全具有关键作用.本文建立了一套星载W波段多普勒雷达云内大气风场探测信号仿真系统,通过输入实际场景的大气廓线数据,仿真雷达回波信号,进而利用回... 全球三维大气风场探测对提升数值天气预报精度、增强气象灾害预警能力及保障航空航天安全具有关键作用.本文建立了一套星载W波段多普勒雷达云内大气风场探测信号仿真系统,通过输入实际场景的大气廓线数据,仿真雷达回波信号,进而利用回波信号估计径向风速,并分析了信噪比和脉冲累积数对径向风速估计精度的影响.结果表明,对于星载W波段多普勒雷达,当极化脉冲间隔不大于20μs时,极化分集脉冲对技术可实现0~40 m·s^(-1)的风速探测范围,有效获取云内高风速产品;径向风速估计精度随脉冲累积数的增加和信噪比的增大而提升;在本文雷达系统指标条件下,当信噪比为0 dB,脉冲累积数为64时,径向风速估计精度为1.34 m·s^(-1),能够满足数值天气预报2m·s^(-1)的测风精度要求. 展开更多

关键词 云内大气风场 W波段多普勒雷达 回波信号仿真 极化分集脉冲对技术 径向多普勒速度

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静止轨道微波卫星热带气旋观测数值模拟及时空分辨率分析:以台风“菲特”为例 被引量：1

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作者 张颖 刘浩 +1 位作者 吴季 何杰颖 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期253-261,共9页

观测热带气旋所需的空间分辨率以及识别出变化所需的时间分辨率对于用于观测热带气旋的辐射计的指标设计有重要意义.利用美国国家环境预报中心6h全球最终分析资料作为初始场,通过中尺度数值天气预报模式输出不同时刻水凝物含量和温湿度... 观测热带气旋所需的空间分辨率以及识别出变化所需的时间分辨率对于用于观测热带气旋的辐射计的指标设计有重要意义.利用美国国家环境预报中心6h全球最终分析资料作为初始场,通过中尺度数值天气预报模式输出不同时刻水凝物含量和温湿度廓线等参数,使用欧洲中期数值天气预报中心发展建立的快速辐射传输模式输出亮温,分析了不同时刻及不同空间分辨率下氧气吸收频段和水汽吸收频段的静止轨道探测模拟亮温.结果表明:热带气旋等级越高,观测的空间分辨率需求越高,氧气吸收频率、水汽吸收频率、窗区频率对空间分辨率敏感度依次增大;短时间内低等级热带气旋的观测时间分辨率需求越高,水汽吸收频段探测频率所需时间分辨率高于氧气吸收频段. 展开更多

关键词 快速辐射传输模型 热带气旋 静止轨道 微波卫星观测

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行星大气1～3000GHz微波-亚毫米波辐射模拟 被引量：2

7

作者 付佳 王振占 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期192-201,共10页

为模拟行星大气在微波-亚毫米波波段的辐射传输特性,利用逐线积分方法计算行星大气中各气体成分在1~3000 GHz的吸收系数.基于HITRAN数据库中各气体分子的跃迁频率及线强等参数,有效模拟了各气体分子在此频段内的吸收特征,并与常用的微波... 为模拟行星大气在微波-亚毫米波波段的辐射传输特性,利用逐线积分方法计算行星大气中各气体成分在1~3000 GHz的吸收系数.基于HITRAN数据库中各气体分子的跃迁频率及线强等参数,有效模拟了各气体分子在此频段内的吸收特征,并与常用的微波-亚毫米波大气辐射传输模式进行对比.分析地球大气的组成及特性,利用辐射传输方程模拟临边探测方式下不同频段的大气辐射亮温.研究结果可为后续地球乃至行星大气成分探测模拟、频带选择以及大气成分廓线反演提供模型及理论依据. 展开更多

关键词 逐线积分 吸收系数 HITRAN数据库 大气辐射传输特性

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中法海洋卫星微波散射计风场反演残差特性研究 被引量：2

8

作者 王冰花 董晓龙 +3 位作者 林文明 郎姝燕 朱迪 云日升 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期157-165,共9页

2018年10月发射的中法海洋卫星散射计(CSCAT)是国际上首个扇形波束旋转扫描微波散射计。本文以最大似然估计风场反演算法为基线,详细分析了中法海洋卫星微波散射计海面风场反演代价函数的残差特性,重点研究了新的观测几何对风场反演残... 2018年10月发射的中法海洋卫星散射计(CSCAT)是国际上首个扇形波束旋转扫描微波散射计。本文以最大似然估计风场反演算法为基线,详细分析了中法海洋卫星微波散射计海面风场反演代价函数的残差特性,重点研究了新的观测几何对风场反演残差以及风场质量的影响,并建立了风场模糊解的似然概率模型函数。结果表明,CSCAT风场反演的残差特性随风矢量单元在刈幅交轨方向位置的变化而变化,模糊解似然概率模型函数的指数分布在−0.4~−1.8之间。分析结果为CSCAT风场质量控制和二维变分分析去模糊算法的精细化调整提供了重要的参考。 展开更多

关键词 中法海洋卫星 散射计 风场反演 最大似然估计 残差

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空间流体回路单点恒温控制方案 被引量：1

9

作者 张涵泽 郑桐 +1 位作者 张汉勋 陈博 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期233-241,共9页

空间流体回路的载荷支路来流温度在一定范围内随机变化,需采取有效热控措施消除来流温度变化对回路单点位置处恒温工作载荷的热影响.传统电加热方式需要额外能耗并且会产生废热,本文提出一个PID控制下的冷热回路交混控温方案,在充分利... 空间流体回路的载荷支路来流温度在一定范围内随机变化,需采取有效热控措施消除来流温度变化对回路单点位置处恒温工作载荷的热影响.传统电加热方式需要额外能耗并且会产生废热,本文提出一个PID控制下的冷热回路交混控温方案,在充分利用工质吸收的废热、提高机柜内能源利用率的同时,实现对恒温设备冷板入口温度的精确控制,以满足冷板上载荷的恒温工作需求;设计流体回路组成与控制方案,并通过仿真分析对方案进行了验证.结果表明,该流体回路系统可以满足对来流温度的高精度控制要求,且相比于PID控制算法,模糊PID的控制效果更好,具有响应快、超调量小、控制精度高等特点,应优先选择模糊PID作为控制算法. 展开更多

关键词 高精度温度控制 流体回路 控制策略

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高光谱微波辐射计系统中2GHz带宽数字谱仪设计 被引量：5

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作者 许皓文 陆浩 王振占 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1472-1479,共8页

高光谱微波辐射计是一种用于探测大气痕量气体的新型被动微波遥感器,数字谱仪是高光谱微波辐射计的核心部件.本文提出了一种新型宽带、实时数字谱仪的设计和实现方案,通过改进、结合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的并行... 高光谱微波辐射计是一种用于探测大气痕量气体的新型被动微波遥感器,数字谱仪是高光谱微波辐射计的核心部件.本文提出了一种新型宽带、实时数字谱仪的设计和实现方案,通过改进、结合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的并行处理和复数处理,形成了核心的基16实时复数FFT算法,最终得到信号的功率谱结果.数字谱仪采样率4.8 GHz,采用8 bit量化,输入3 dB带宽2 GHz,实现了1 024(1k)个频谱通道的结果.本文利用大气辐射传输模拟器(Atmospheric Radiative Transfer Simulator,ARTS)模拟了真实大气亮温谱并进行了仿真分析,随后通过输入的点频信号进行了测试,结果表明,核心算法子带亮温偏差最大值为0.02 K左右,核心算法子带灵敏度与理想子带灵敏度相比恶化程度低于20%,数字谱仪的有效位数(Effective Number Of Bits,ENOB)优于3 bit,信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)优于20 dB,谱分辨率恒定为2.3 MHz,可以有效满足辐射计中高层大气谱线探测的需求. 展开更多

关键词 微波临边探测 高光谱微波辐射计 宽带数字谱仪 FPGA并行处理 基16实时复数FFT算法

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风云气象卫星微波大气探测回顾与展望 被引量：5

11

作者 何杰颖 张升伟 +1 位作者 王振占 张瑜 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1025-1035,共11页

基于风云三号(FY-3)三个批次极轨气象卫星微波湿度计的研制历程,取得的技术突破与研制进展,涵盖关键技术实现以及关键技术指标的设计与测试评估,微波湿度计在数值天气预报、台风暴雨等灾害性天气预报与监测等方面的科学应用,阐述了星载... 基于风云三号(FY-3)三个批次极轨气象卫星微波湿度计的研制历程,取得的技术突破与研制进展,涵盖关键技术实现以及关键技术指标的设计与测试评估,微波湿度计在数值天气预报、台风暴雨等灾害性天气预报与监测等方面的科学应用,阐述了星载被动微波大气探测技术的提升。分析微波大气探测的研究现状与发展趋势,重点展望了极轨气象卫星微波大气探测在气象参数探测能力、探测精度、时空分辨率、应用效能等方面的潜力。对标世界气象组织(WMO)2040年愿景规划,针对中国风云五号新一代极轨气象卫星,提出了具有跨代表征的高性能新体制微波大气综合探测系统——高光谱微波大气探测仪,简要陈述了在轨定量化提升的技术途径与应用前景,为风云五号气象卫星微波大气探测载荷研制奠定基础。 展开更多

关键词 风云三号 微波湿度计 风云五号 高光谱 微波大气探测

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高光谱微波辐射计宽带高速数字系统设计 被引量：3

12

作者 罗阳锦 张升伟 陆浩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期380-386,共7页

高光谱微波辐射计是基于频谱分析技术的精细谱段微波辐射计,通过增加探测通道实现高垂直分辨率大气探测,解决传统微波辐射计通道数少,频谱分辨率低的问题.该系统采用高性能模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)实现对模拟输入... 高光谱微波辐射计是基于频谱分析技术的精细谱段微波辐射计,通过增加探测通道实现高垂直分辨率大气探测,解决传统微波辐射计通道数少,频谱分辨率低的问题.该系统采用高性能模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)实现对模拟输入信号进行10Gsps采样,8bit量化,并基于高性能现场可编程门阵列(Field Programming Gate Array,FPGA)芯片获取输入信号的功率谱.文章详细介绍了宽带高速数字系统设计、器件选型和测试方法,给出了测试结果,分析表明硬件系统设计符合设计要求. 展开更多

关键词 谱分析技术 高光谱微波辐射计 功率谱 高性能模数转换器 现场可编程门阵列

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嫦娥一号和二号卫星微波探测仪数据的交叉定标与一致性 被引量：2

13

作者 王雪影 王振占 +1 位作者 张德海 姜景山 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期635-647,共13页

嫦娥一号(CE-1)和嫦娥二号(CE-2)卫星分别于2007年和2010年发射,其上搭载着相同的微波探测仪(CELMS).由于在轨定标和探测时间不同,两星的CELMS数据存在差异.为了提高数据的一致性,基于月球极区永久阴影区(PSR),利用两步定标法对两星的CE... 嫦娥一号(CE-1)和嫦娥二号(CE-2)卫星分别于2007年和2010年发射,其上搭载着相同的微波探测仪(CELMS).由于在轨定标和探测时间不同,两星的CELMS数据存在差异.为了提高数据的一致性,基于月球极区永久阴影区(PSR),利用两步定标法对两星的CELMS数据进行交叉定标和时间校正.通过对不同纬度的亮温进行分析可知:两星的CELMS数据在3 GHz,19.35 GHz和37 GHz通道的一致性良好;在中低纬度区域,CE-2卫星7.8 GHz通道的亮温较CE-1卫星高,随着纬度的升高,差异逐渐变小并趋于一致.为避免经度跨度大对亮温的影响,选取云海盆地对交叉定标结果进行定量分析,结果表明两星在该区域的一致性良好,平均误差小于0.2 K.由此可知,交叉定标和时间校正明显提高了两次观测数据的一致性,减小了由测量误差和时间变化引起的差异. 展开更多

关键词 嫦娥卫星 微波探测仪 交叉定标 永久阴影区

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中国自主木星冰卫星冰下液态海洋探测刍议 被引量：1

14

作者 徐曦煜 朱迪 杨双宝 《深空探测学报》 2019年第6期580-585,共6页

木星冰卫星(尤其是"木卫2")在整个太阳系中有非常独特的探测价值,也是当前国际深空探测最前沿、最受关注的领域之一。在对国外相关探测技术归纳总结的同时,结合木星冰卫星冰下海洋探测的若干科学问题,次表层模型、温度廓线及... 木星冰卫星(尤其是"木卫2")在整个太阳系中有非常独特的探测价值,也是当前国际深空探测最前沿、最受关注的领域之一。在对国外相关探测技术归纳总结的同时,结合木星冰卫星冰下海洋探测的若干科学问题,次表层模型、温度廓线及探测深度、电离层的影响等方面,提供了几种木星冰卫星冰下液态水海洋探测的新思路,并给出了一些初步的系统框架设计和次表层介电特性仿真分析等结果。通过对新方法、新模式的探索,有望对我国自主木星冰卫星的次表层液态海洋探测起到良好的借鉴作用。 展开更多

关键词 木星冰卫星 液态海洋 次表层 高度计 电离层

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太赫兹大气临边探测仪遥感中高层大气风仿真

15

作者 王文煜 王振占 段永强 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期589-596,共8页

太赫兹大气临边探测仪(TALIS)是中国正在预研的第一台THz频段的临边探测仪,主要用于高精度、高分辨率的大气遥感测量.TALIS的观测目标主要包括大气温度、大气压强、大气成分(例如H_(2)O,O_(3),HCl,ClO,N_(2)O,HNO_(3)等)的垂直分布以及... 太赫兹大气临边探测仪(TALIS)是中国正在预研的第一台THz频段的临边探测仪,主要用于高精度、高分辨率的大气遥感测量.TALIS的观测目标主要包括大气温度、大气压强、大气成分(例如H_(2)O,O_(3),HCl,ClO,N_(2)O,HNO_(3)等)的垂直分布以及长期变化趋势.由于TALIS的频段覆盖了许多重要的吸收谱线,其观测数据中包含大气风的多普勒信息,因此可以用于反演中高层风的廓线.本文针对TALIS视线多普勒风的观测进行仿真,利用辐射传输模型(ARTS)评估了TALIS测风的潜力和相应的反演精度.结果表明,TALIS的118 GHz谱仪具有较好的测量精度,在70 km处的精度为12 m·s^(-1).183 GHz,633 GHz和658 GHz谱仪也有一定的测量信息,反演精度分别为19 m·s^(-1)(60km),19 m·s^(-1)(50 km),16 m·s^(-1)(50km).TALIS有一个候选的测风谱仪位于655 GHz频段,其在55 km处的反演精度为11m·s^(-1).此外,虽然降低谱分辨率能有效提高系统灵敏度,但并不能提高反演精度,需要通过降低系统噪声来提高测风的精度. 展开更多

关键词 临边探测 TALIS 大气辐射传输 大气风反演

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600 GHz高效率二倍频器

16

作者 蒋长宏 赵向阳 +2 位作者 吴大勇 邢东 冯志红 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期326-329,共4页

面向空间射电天文等1THz以上太赫兹光谱仪应用,基于GaAs TMIC工艺开发了600GHz高效率二倍频器。该倍频器可直接驱动不加直流偏置的1.2THz混频器。采用固态微波器件与电路全国重点实验室3.5um厚度Ga As薄膜电路制造工艺,肖特基二极管结电... 面向空间射电天文等1THz以上太赫兹光谱仪应用,基于GaAs TMIC工艺开发了600GHz高效率二倍频器。该倍频器可直接驱动不加直流偏置的1.2THz混频器。采用固态微波器件与电路全国重点实验室3.5um厚度Ga As薄膜电路制造工艺,肖特基二极管结电容6fF。测试结果表明在612~652GHz频率范围内,输出功率大于1mW,最高输出功率4mW出现在624GHz和636GHz,对应最高倍频效率为11%。 展开更多

关键词 太赫兹 倍频器 高效率

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基于银川电离层垂测仪电子浓度反演的一次强电离层暴观测

17

作者 韩思佳 梁珍珍 +3 位作者 郭伟 王彩云 方青钰 李玲玲 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期782-793,共12页

根据银川电离层垂测仪的回波数据,采用脉冲压缩技术,使用Bernoulli映射序列对发射信号进行编码,解决实际探测中回波信号混合强杂波干扰的问题,从而获得高质量频高图.为从图中提取电离层的关键信息,将信号处理问题转换成计算机视觉中的... 根据银川电离层垂测仪的回波数据,采用脉冲压缩技术,使用Bernoulli映射序列对发射信号进行编码,解决实际探测中回波信号混合强杂波干扰的问题,从而获得高质量频高图.为从图中提取电离层的关键信息,将信号处理问题转换成计算机视觉中的语义分割任务,构建原始频高图数据集,并进行离散化和人工标注等预处理.通过训练c GAN神经网络分析得到频高图中各层回波的特征参数,达到分割不同描迹的目的.采用改进式国际参考电离层底部反演模型和NeQuick顶部模型对垂测仪上空的电子浓度剖面进行反演,根据张衡一号卫星的实测数据对顶部的计算结果进行修正.通过将计算得到的总电子浓度与CDDIS公开的数据结果对比,验证了垂测仪数据的准确性.在此基础上,结合高沙窝磁通门的地磁数据,垂测仪于2023年4月23-24日的大地磁暴期间成功观测到电离层异常变化的全过程并给出了总电子浓度变化结果,为探究中国西部电磁环境变化提供准确可靠的观测数据. 展开更多

关键词 电离层垂测仪 Bernoulli映射序列 cGAN网络 频高图 电子浓度反演 磁暴观测

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毫米波大气臭氧探测辐射计系统设计

18

作者 班磊 何杰颖 张升伟 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期318-325,共8页

平流层臭氧浓度对于地球气候变化和生态环境有着重要影响.具有谱分析能力的高光谱毫米波辐射计是一种用来探测大气痕量气体的被动式微波遥感器,能够有效探测大气臭氧垂直廓线,在空间地球科学领域中具有十分重要的应用价值.本文研制了一... 平流层臭氧浓度对于地球气候变化和生态环境有着重要影响.具有谱分析能力的高光谱毫米波辐射计是一种用来探测大气痕量气体的被动式微波遥感器,能够有效探测大气臭氧垂直廓线,在空间地球科学领域中具有十分重要的应用价值.本文研制了一种探测平流层大气臭氧吸收谱线的新型高光谱毫米波臭氧辐射计系统,该系统结构包括射频接收机和数字后端谱分析仪.射频接收机部分采用超外差结构获取142.175 GHz±100 MHz带宽信号,数字后端谱分析部分采用高性能模数转换器对输入模拟信号进行5×108 sample·s^(–1)采样,14 bit量化,输入信号3 dB带宽200 MHz,通过高性能现场可编程门阵列(FPGA)获取信号功率谱,实现了探测通道数16384,谱分辨率12.2 kHz.根据辐射计系统关键模块的设计方案、器件选型和测试方法,开展大气探测实验,并将实验结果与大气辐射传输模拟软件(ARTS)仿真结果进行对比,得出系统灵敏度及各项指标可以满足大气臭氧反演需求,验证了系统设计的正确性,满足平流层臭氧浓度监测、预警及其导致的气候变化研究的应用需求. 展开更多

关键词 臭氧 毫米波辐射计 射频接收机 FPGA

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基于电磁计算的同时极化雷达成像仿真

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作者 陈云 张云华 李东 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第2期146-154,共9页

雷达信号的电磁(EM)仿真对新体制雷达技术的研究具有重要价值。文中针对新体制同时极化雷达(SPR)回波信号开展EM仿真,提出了快速仿真方法,并在此基础上进行了高分辨雷达成像。首先,利用FEKO构建了雷达目标在4π空间里所有入射角度下的... 雷达信号的电磁(EM)仿真对新体制雷达技术的研究具有重要价值。文中针对新体制同时极化雷达(SPR)回波信号开展EM仿真,提出了快速仿真方法,并在此基础上进行了高分辨雷达成像。首先,利用FEKO构建了雷达目标在4π空间里所有入射角度下的宽带全极化EM散射数据库;接着,在推导SPR目标回波信号模型的基础上,基于优化最小化方法以最小化互补积分旁瓣电平为准则设计了H、V发射通道的正交互补序列波形。最后,根据实际雷达对目标的视角和频率范围以调用数据库的方式“装配”得到相应的雷达回波信号。为了进一步验证所提方法,该文以F22模型为例开展了SPR成像仿真实验,并通过Pauli分解分析了幅相误差对目标极化散射特性测量的影响。 展开更多

关键词 同时极化雷达 电磁计算 成像仿真 互补序列

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大型星载Ku波段波导缝隙阵列天线—宽频带设计及热变形分析 被引量：5

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作者 刘世华 王宏建 +3 位作者 郝齐焱 易敏 陈雪 刘广 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期207-212,共6页

高度计波导缝隙阵列天线是高增益、低副瓣天线子系统,其宽频带、窄波束等特点对天线设计将提出较高要求.天线阵面较大,在空间环境冷热交替的作用下会发生形变,因此,有必要研究形变对天线电性能的影响.本文采用天线阵分区馈电、波导中心... 高度计波导缝隙阵列天线是高增益、低副瓣天线子系统,其宽频带、窄波束等特点对天线设计将提出较高要求.天线阵面较大,在空间环境冷热交替的作用下会发生形变,因此,有必要研究形变对天线电性能的影响.本文采用天线阵分区馈电、波导中心馈电以及加载元件等技术,解决了天线宽频带设计问题,并针对热变形问题,提出一种分析天线热变形对其电性能影响的新方法.现已加工出8×10阵列天线实验件,实测结果表明,1.3以下驻波带宽为340 MHz,E面副瓣电平为-25.9 dB,H面副瓣电平为-27.2 dB,满足实际要求,验证了设计方法的有效性. 展开更多

关键词 星载 波导缝隙 阵列天线 热变形 宽频带

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