低温绝对辐射计国内比对实验研究

低温绝对辐射计是目前光学遥感定标和光学计量领域最高精度功率标准,其测量精度无法通过更高精度的标准予以校验,两个最高精度初级标准之间的实验比对是评价最高标准测量精度的有效方法之一.中科院安徽光机所和华东电子测量仪器研究所在国内首次开展了低温绝对辐射计比对定标实验,分别利用两台不同致冷方式的低温绝对辐射计作为初级标准,中国科学院安徽光学精密机械研究所研制的陷阱探测器B作为传递标准探测器,在632.8和1064nm两个波长对硅陷阱探测器B的绝对光谱响应度进行了绝对定标,测量的功率点分别为200和150？W.测量的绝对光谱响应度的相对差异分别为6.06×10？5和8.49×10？4,定标总合成不确定度分别为0.093786%和0.105166%,验证了参与比对低温绝对辐射计定标系统的稳定性、高精度和可靠性.     

非致冷红外焦平面阵列的辐射定标模型

为了将非致冷红外焦平面阵列应用于不同环境的辐射定量测量,设计了一种基于标准辐射源的定标试验方法,并在理论分析的基础上,根据定标试验数据,提出了一种考虑探测器工作温度效应的非致冷红外焦平面阵列辐射定标模型.试验数据分析表明,非致冷红外焦平面阵列响应动态范围大、线性度好,探测器工作温度效应可作线性化处理,辐射定标模型反演标准偏差为0.72 w/(m2·sr).     

扫描辐射计干扰来源及抗干扰措施

针对扫描式红外测温仪在温差靶标校准中的特殊应用,分析了斩波器干扰、背景辐射干扰、电磁干扰等因素对温度分辨率的影响,并从斩波器设计、抗电磁干扰、屏蔽背景辐射和数据处理等方面探讨了减小干扰的措施。最后,给出了扫描式红外测温仪(扫描辐射计)的测温稳定性数据。实测数据表明,本文的措施在设备研制中取得了良好效果。     

干涉成像光谱仪的定标技术

针对干涉成像光谱仪的原理、特点及对定标内容的要求,从图像的均匀性定标、光电响应的线性度及绝对光谱辐射度定标几个方面研究了实验室条件下定标的内容与方法,得出了光电响应的线性拟合曲线方程,以及均匀性定标的校正系数和绝对光谱辐射度定标的系数,并将校正系数应用于图像数据的处理;分析了影响干涉成像光谱仪定标精度的主要因素,以此确定仪器的绝对光谱辐射度定标精度.     

长波红外探测器的辐射定标

辐射定标是实现红外测温技术的基础。针对复杂环境下,大范围高温区域的测量任务,建立辐射定标数学模型。首先,采用长波红外热像仪和高温黑体炉进行定标实验,分析探测器响应灰度值与黑体辐射的关系。然后,考虑到探测器在测温过程中有可能进入饱和状态,进一步分析探测器响应灰度值与积分时间的关系。提出综合考虑黑体辐射和积分时间的定标计算方法;并给出了热像仪的理论测温范围的推导过程。最后,通过辐射定标数据的温度反演验证该方法的准确性,获取可参考的理论测温范围。实验结果证明该方法满足应用需求,不仅能够快速、有效地得到定标数据,而且对实际的应用具有一定的指导作用。     

3 mm波段面目标辐射特性测量研究

论述了3mm波段(94GHz)同步检波Dicke辐射计基于自然变温源的定标方法与特性指标.在水平和垂直两种极化下利用矩形口面的喇叭天线对天空及5种典型的地物目标进行了测量,水泥、沥青、黄土、草地的测量范围为20°～85°,水面为20°～75°,天空为0°～90°;利用带有卡赛格伦天线的3mm和8mm辐射计对沥青背景下的金属板进行了对比测量,3mm和8mm辐射计天线的3dB波束宽度分别为0.5°和1.5°.辐射特性测量证明了两种极化间的差别随着表面粗糙度的增加而减小;卡赛格伦天线对金属板测量中,3mm辐射计比8mm辐射计可测得更高的天线温度对比度.     

微波辐射计热定标源的研究与计算

描述了微波辐射计热定标源在本实验室的最新研究结果,给出了一种实验热定标源的结构和工作原理,并利用密集分布的散射粒子矢量辐射传输（DVRT）模型推导得出了一种可以计及隔离层多次散射效应影响的亮温计算迭代公式。数值计算证明该亮温计算公式是正确的,可以作为辐射计热定标源的一种更具普遍性的计算方法。     

微波辐射计接收机的定标方法

结合23.8 GHz数字增益波动自动补偿微波辐射计, 介绍使用低温标准噪声源和精密可变衰减器的接收机定标方法, 并分析辐射计定标方程的求解方法. 应用实例对3种定标方程解法进行比较, 结果表明, 两点定标法与回归直线法求得定标方程的标准差基本相同, 因此当辐射计接收机线性度很好时, 在辐射计动态范围内, 可以应用两点定标法求得接收机的定标方程.      

微型化绝对辐射计研制

为了给航天仪器提供一个长期实时的绝对标准,解决航天仪器测量绝对精度低并且长期稳定性下降的问题,本论文介绍一种采用微机械技术把绝对辐射计微型化的新型绝对辐射计,可把它作为定标基准源引入光谱仪定标系统。其工作原理是利用光电等效性,用电功率标定光功率,采用双测辐射热计精确对称补偿技术,以降低热沉温漂影响,测辐射热计采用金刚石片做衬底,上面采用MEMS技术集成了加热丝、热敏电阻与吸收。对研制出的原理样机进行了性能测试,结果相对于太阳辐照绝对辐射计(Solar Irradiance Absolute Radiometer,SIAR)灵敏度提高3个量级,时间常数缩短8倍,重复性达0.15%。微型化绝对辐射计可作为航天和地面光谱仪的实时绝对定标标准,使仪器的绝对定标精度提高1个量级。     

傅里叶光谱仪光谱定标及仪器线性函数测定

星载傅叶变换光谱仪是搭载于下一代气象卫星——风云四号气象卫星上的一台红外遥感仪器,它在静止轨道上探测大气的温度、压力和水汽的三维分布,为实现数值天气预报提供有价值的气象资料。光谱定标仪在使用前必须进行精确的光谱定标和辐射定标。而光谱标定,并测定精确的仪器函数是辐射定标的基础。主要论述了用气体吸收法对仪器函数进行测定,并利用气体吸收线的位置对光谱进行精确标定。     

L波段双参考温度微波辐射计的研究及其定标方法

本文简述双参考温度微波辐射计的工作原理,导出校准方程、列出温度分辨率的理论表达式.对实际采用的开关系统作了分析,在此基础上修正了校准方程.本文较详细地介绍辐射计性能的测定和定标方法,并列出结果.     

微波辐射计的定标方法与精度分析

本文论述了零平衡微波辐射计的定标方法及精度分析.根据这一方法对装有喇叭天线的35GHz零平衡辐射计进行了定标,得到喇叭天线的天线温度精度为±1K.文中还介绍了装有800mm和368mm直径卡塞格伦天线的同一幅射计的定标实验.     

基于Σ-Δ和虚拟仪器技术的微弱信号高精度检测

简述了精确紫外辐射定标中微弱信号检测系统的设计,介绍了影响系统稳定性的因素及其解决方法,着重讨论了微弱信号检测系统中硬件的实现.采用Σ-Δ技术和虚拟仪器技术[1],为解决紫外辐射定标中微弱信号的检测提供了一种有效的方法.     

微波辐射计低温定标负载的研究

基于Ｈａｒｄｙ定标方法在精度上受到的限制，提出了一种新的辐射计低温定标负载结构，并根据分层媒质中电磁波传输的基本理论对这种结构２进行分析，得到辐射亮温的计算公式，得出了绝热层对定标负载辐射的贡献必须在定标方程中加以考虑而不能忽略的结论，计算结果与实验结果符合得较好。     

全极化微波辐射计遥感海面风场的 关键技术和科学问题

全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器,它不但测量目标微波辐射信号的两个正交极化分量,并且测量两个正交极化分量的复相关量。这些相关信息对于表面微波辐射的各向异性更加敏感,这样就提供了测量海面风场的一种手段。 文章在介绍国内外全极化微波辐射计现状和特点的基础上,首先对于全极化微波辐射计遥感海面风场的原理及其影响因素进行分析;然后,从全极化微波辐射计的硬件设计和定标两个方面论述了硬件实现的关键技术问题;最后,对于风场反演的有关科学问题进行分析,重点论述了风场反演算法建立的关键,主要技术指标对于风场反演误差的影     

多波段偏振辐射计及其控制采集系统设计

多波段偏振辐射计采用旋转偏振片、固定滤光片方法获取目标光辐射的多波段偏振信息,双集束结构将其波长测量范围从可见延伸至近红外、短波红外波段.介绍了偏振信息的测量原理,重点阐述了多波段偏振辐射计的控制采集系统设计方法,给出了系统偏振测量精度的验证过程.实验室检测结果表明:多通道偏振辐射计的线偏振度测量精度优于2%.     

微波辐射计低温定标负载的研究

基于Ｈａｒｄｙ定标方法在精度上受到的限制，提出了一种新的辐射计低温定标负载结构．并根据分层煤质中电磁波传输的基本理论对这种结构进行分析，得到辐射亮温的计算公式，得出了绝热层对定标负载辐射的贡献必须在定标方程中加以考虑而不能忽略的结论．计算结果与实验结果符合得较好．     

传输线反向辐射对标准噪声源定标的影响

分析了传输线反向辐射对微波标准噪声源定标的影响。根据经典的定标方程导出了相应的扩展定标方程。计算了匹配负载在不同反射系数下传输线反向辐射对定标结果的影响量。结果表明如果匹配负载的反射系数在0到0.03之间,传输线反向辐射对定标值的影响小于1‰,实际应用中当匹配负载的反射系数大于0.03,可以通过扩展定标方程得到更为精确的定标结果。     

云层红外表观辐射模型的研究

在前人对云层红外辐射与反射模型研究的基础上，建立了导引头实际接收的表观光谱辐射亮度(包含云层辐射和反射、天空背景与路径等效辐射)模型，适用于导引头远离云层以及处于云层中的情况．通过傅里叶光谱辐射计对几种远离云层的中、低云表观辐射亮度进行了实际测量，并与模型计算数据进行对比．结果表明：在3～5μm和8～12μm波段，模型计算与实际测量结果具有较好的一致性，可以用于导引头的模拟分析．     

海洋船舶的微波辐射遥感研究

根据微波辐射理论 ,船舶与海洋背景或陆地、岛屿表面的发射率相差很大 ,故使用毫米波辐射计可以探测海面上的船舶。讨论了海洋、天空及陆地等背景微波辐射特性 ,给出了计算船舶目标与海洋背景的天线温度对比度的公式 ,并给出 8mm及 3mm波段下几种背景的辐射温度曲线和不同高度下的海上目标的天线温度对比度的计算和测量数据 ,另外 ,介绍了毫米波辐射计探测海上船舶的实用的试验方法以及其应用前景。