搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术 (II) : 校正试验

陆文 严卫 艾未华 施健康

星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术 (II) : 校正试验

陆文, 严卫, 艾未华, 施健康
PDF
导出引用
导出核心图
  • 创建了地球场景数据集, 结合全极化微波辐射传输模型, 仿真了地球场景亮温. 基于自主推导的全极化天线温度方程, 通过GRASP9软件生成天线方向图, 模拟了辐射计的天线温度. 进而利用多元线性回归方法, 求取了天线交叉极化校正M矩阵, 实现了对星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化的校正. 试验结果表明: 天线温度与地球场景亮温之间具有良好的线性关系; 天线交叉极化对全极化微波辐射计正交通道亮温影响明显, 尤其以对垂直极化亮温误差的影响最为显著; 校正后各通道的天线交叉极化得到了有效的减小, 交叉极化优于-23 dB, 极化纯度大于99.5%, 采用M矩阵校正及消除天线温度中交叉极化亮温影响的方案是切实可行的. 该校正技术可以实现星载极化相关型全极化微波辐射计在轨运行后对于天线交叉极化的最终校正.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 41076118, 41005018) 和中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室基金 (批准号: KDW1105) 资助的课题.
    [1]

    Ulaby F T, Moore R K, Fung A K 1981 Microwave remote sensing: active and passive (Vol. 1) (Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company) pp229-85

    [2]

    Martine S 2004 An introduction to ocean remote sensing (Cambridge: Cambridge University Press) pp201-27

    [3]

    Gaiser P W, Twarog E M, Karen L L 2004 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 42 2347

    [4]

    Plonski M, Smith C 2001 Algorithm theoretical basis document (ATBD) for the conical-scanning microwave imager/sounder (CMIS) environmental data records (EDRs) (Vol.1 17) (Lexington: AER) pp1-132

    [5]

    Hewison T J, Saunder R 1996 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 34 405

    [6]

    Janssen M A, Ruf C S, Keihm S 1995 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 33 138

    [7]

    Smith C K, Thompson D 2008 IGARSS Boston, MA, July 6-11, 2008 p10

    [8]

    Lu W, Yan W, Wang R, Wang Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 018401 (in Chinese) [陆文, 严卫, 王蕊, 王迎强 2012 物理学报 61 018401]

    [9]

    Kim S B, Wentz F J 2008 IGARSS Boston, MA, July 6-11, 2008 pp1184-1187

    [10]

    Zhang Z Y, Lin S J 1995 Microwave radiation measurement technology and Application (Beijing: Electronic Industry Press) (in Chinese) [张祖荫, 林士杰 1995 微波辐射测量技术与应用 (北京: 电子工业出版社) ]

    [11]

    Njoku Eni G, Christensen E J, Cofield R E 1980 IEEE J. Oceanic Eng. 5 125

    [12]

    Wentz F J 1993 User's Manual SSM/I Antenna Temperature Tapes Revision 2 (Santa Rosa: Remote Sensing System) pp7–15

    [13]

    Tachi K, Arai K, Sato Y 1989 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 27 177

    [14]

    Gaiser P, Purdy B 2002 Antenna design, modeling, and testing on the WindSat satellite wind direction measurement system (Washington: Naval Research Laboratory) pp39-43

    [15]

    Shi J K, Lu W, Yan W, Ai W H 2012 Acta Phys. Sin. 61 078403 (in Chinese) [施健康, 陆文, 严卫, 艾未华 2012 物理学报 61 078403]

    [16]

    Pontoppidan K 2005 GRASP9 technical description (Denmark: TICRA Engineering Consultants) pp1-11

    [17]

    Wang R 2007 MS Thesis (Nanjing: Institute of Meteorology, PLA University of Science & Technology) (in Chinese) [王蕊 2007 硕士学位论文 (南京: 解放军理工大学气象学院)]

    [18]

    Wang Z Z 2005 Ph. D. Dissertation (Beijing: Center for Space Science and Applied Research, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [王振占 2005 博士学位论文 (北京: 中国科学院空间科学与应用研究中心)]

  • [1]

    Ulaby F T, Moore R K, Fung A K 1981 Microwave remote sensing: active and passive (Vol. 1) (Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company) pp229-85

    [2]

    Martine S 2004 An introduction to ocean remote sensing (Cambridge: Cambridge University Press) pp201-27

    [3]

    Gaiser P W, Twarog E M, Karen L L 2004 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 42 2347

    [4]

    Plonski M, Smith C 2001 Algorithm theoretical basis document (ATBD) for the conical-scanning microwave imager/sounder (CMIS) environmental data records (EDRs) (Vol.1 17) (Lexington: AER) pp1-132

    [5]

    Hewison T J, Saunder R 1996 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 34 405

    [6]

    Janssen M A, Ruf C S, Keihm S 1995 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 33 138

    [7]

    Smith C K, Thompson D 2008 IGARSS Boston, MA, July 6-11, 2008 p10

    [8]

    Lu W, Yan W, Wang R, Wang Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 018401 (in Chinese) [陆文, 严卫, 王蕊, 王迎强 2012 物理学报 61 018401]

    [9]

    Kim S B, Wentz F J 2008 IGARSS Boston, MA, July 6-11, 2008 pp1184-1187

    [10]

    Zhang Z Y, Lin S J 1995 Microwave radiation measurement technology and Application (Beijing: Electronic Industry Press) (in Chinese) [张祖荫, 林士杰 1995 微波辐射测量技术与应用 (北京: 电子工业出版社) ]

    [11]

    Njoku Eni G, Christensen E J, Cofield R E 1980 IEEE J. Oceanic Eng. 5 125

    [12]

    Wentz F J 1993 User's Manual SSM/I Antenna Temperature Tapes Revision 2 (Santa Rosa: Remote Sensing System) pp7–15

    [13]

    Tachi K, Arai K, Sato Y 1989 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 27 177

    [14]

    Gaiser P, Purdy B 2002 Antenna design, modeling, and testing on the WindSat satellite wind direction measurement system (Washington: Naval Research Laboratory) pp39-43

    [15]

    Shi J K, Lu W, Yan W, Ai W H 2012 Acta Phys. Sin. 61 078403 (in Chinese) [施健康, 陆文, 严卫, 艾未华 2012 物理学报 61 078403]

    [16]

    Pontoppidan K 2005 GRASP9 technical description (Denmark: TICRA Engineering Consultants) pp1-11

    [17]

    Wang R 2007 MS Thesis (Nanjing: Institute of Meteorology, PLA University of Science & Technology) (in Chinese) [王蕊 2007 硕士学位论文 (南京: 解放军理工大学气象学院)]

    [18]

    Wang Z Z 2005 Ph. D. Dissertation (Beijing: Center for Space Science and Applied Research, Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [王振占 2005 博士学位论文 (北京: 中国科学院空间科学与应用研究中心)]

  • [1] 施健康, 陆文, 严卫, 艾未华. 星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术(I): 天线温度方程推导. 物理学报, 2013, 62(7): 078402. doi: 10.7498/aps.62.078402
    [2] 陆文, 严卫, 王蕊, 王迎强. 全极化微波辐射计姿态对观测亮温的影响及消除. 物理学报, 2012, 61(1): 018401. doi: 10.7498/aps.61.018401
    [3] 范亚, 屈绍波, 王甲富, 张介秋, 冯明德, 张安学. 基于交叉极化旋转相位梯度超表面的宽带异常反射. 物理学报, 2015, 64(18): 184101. doi: 10.7498/aps.64.184101
    [4] 李文惠, 张介秋, 屈绍波, 沈杨, 余积宝, 范亚, 张安学. 基于极化旋转超表面的圆极化天线设计. 物理学报, 2016, 65(2): 024101. doi: 10.7498/aps.65.024101
    [5] 李唐景, 梁建刚, 李海鹏, 牛雪彬, 刘亚峤. 基于单层线-圆极化转换聚焦超表面的宽带高增益圆极化天线设计. 物理学报, 2017, 66(6): 064102. doi: 10.7498/aps.66.064102
    [6] 孙杰, 张晓娟, 方广有. 近地面三阵子天线估计电磁波到达角和极化参数. 物理学报, 2013, 62(19): 198402. doi: 10.7498/aps.62.198402
    [7] 李唐景, 梁建刚, 李海鹏. 基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计. 物理学报, 2016, 65(10): 104101. doi: 10.7498/aps.65.104101
    [8] 丛丽丽, 付强, 曹祥玉, 高军, 宋涛, 李文强, 赵一, 郑月军. 一种高增益低雷达散射截面的新型圆极化微带天线设计. 物理学报, 2015, 64(22): 224219. doi: 10.7498/aps.64.224219
    [9] 冯克安, 蔡俊道, 蒲富恪. 天线理论中的第二类积分方程. 物理学报, 1978, 27(2): 187-202. doi: 10.7498/aps.27.187
    [10] 张重阳, 刘阿娣, 李弘, 陈志鹏, 李斌, 杨州军, 周楚, 谢锦林, 兰涛, 刘万东, 庄革, 俞昌旋. 双极化频率调制微波反射计在J-TEXT托卡马克上的应用. 物理学报, 2014, 63(12): 125204. doi: 10.7498/aps.63.125204
    [11] 陆希成, 王建国, 刘钰, 李爽, 韩峰. 基于天线辐射理论构建微波混沌腔的随机耦合模型. 物理学报, 2013, 62(7): 070504. doi: 10.7498/aps.62.070504
    [12] 杜延磊, 马文韬, 杨晓峰, 刘桂红, 于暘, 李紫薇. 无云情况下L波段微波辐射计快速大气校正方法. 物理学报, 2015, 64(7): 079501. doi: 10.7498/aps.64.079501
    [13] 李思佳, 曹祥玉, 高军, 刘涛, 杨欢欢, 李文强. 宽带超薄完美吸波体设计及在圆极化倾斜波束天线雷达散射截面缩减中的应用研究. 物理学报, 2013, 62(12): 124101. doi: 10.7498/aps.62.124101
    [14] 李建杰, 雷中华, 汪先友, 兰明建. 遗迹引力波对宇宙微波背景辐射极化的影响. 物理学报, 2008, 57(11): 7408-7414. doi: 10.7498/aps.57.7408
    [15] 韩增富, 王均宏. 并联介质加载偶极天线脉冲辐射特性的研究. 物理学报, 2005, 54(2): 642-647. doi: 10.7498/aps.54.642
    [16] 贾婉丽, 施 卫, 屈光辉, 孙小芳. GaAs光电导天线辐射太赫兹波功率的计算. 物理学报, 2008, 57(9): 5425-5428. doi: 10.7498/aps.57.5425
    [17] 任朗, 卢明儒. 线形天线阵辐射图形中旁瓣的减小. 物理学报, 1961, 17(12): 592-599. doi: 10.7498/aps.17.592
    [18] 常梅, 金亚秋. 随机非球形粒子全极化散射的时间相关Mueller矩阵解. 物理学报, 2002, 51(1): 74-83. doi: 10.7498/aps.51.74
    [19] 李玮, 陈建国, 冯国英, 黄宇, 李刚, 杨火木, 周寿桓, 谢旭东. 厄米-高斯光束的M2因子矩阵. 物理学报, 2009, 58(4): 2461-2466. doi: 10.7498/aps.58.2461
    [20] 韩亚娟, 张介秋, 李勇峰, 王甲富, 屈绍波, 张安学. 基于微波表面等离激元的360电扫描多波束天线. 物理学报, 2016, 65(14): 147301. doi: 10.7498/aps.65.147301
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1121
  • PDF下载量:  626
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-07
  • 修回日期:  2012-11-22
  • 刊出日期:  2013-04-05

星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术 (II) : 校正试验

  • 1. 解放军理工大学, 气象海洋学院, 南京 211101;
  • 2. 中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室, 南京信息工程大学, 南京 210044;
  • 3. 解放军63655部队, 乌鲁木齐 841700
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 41076118, 41005018) 和中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室基金 (批准号: KDW1105) 资助的课题.

摘要: 创建了地球场景数据集, 结合全极化微波辐射传输模型, 仿真了地球场景亮温. 基于自主推导的全极化天线温度方程, 通过GRASP9软件生成天线方向图, 模拟了辐射计的天线温度. 进而利用多元线性回归方法, 求取了天线交叉极化校正M矩阵, 实现了对星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化的校正. 试验结果表明: 天线温度与地球场景亮温之间具有良好的线性关系; 天线交叉极化对全极化微波辐射计正交通道亮温影响明显, 尤其以对垂直极化亮温误差的影响最为显著; 校正后各通道的天线交叉极化得到了有效的减小, 交叉极化优于-23 dB, 极化纯度大于99.5%, 采用M矩阵校正及消除天线温度中交叉极化亮温影响的方案是切实可行的. 该校正技术可以实现星载极化相关型全极化微波辐射计在轨运行后对于天线交叉极化的最终校正.

English Abstract

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回