海洋卫星微波遥感技术发展现状与展望

 主动式和被动式微波遥感可以得到大量的地球物理参数和上层海洋信息,包括海表温度、海面矢量风、海面高度、海表盐度、海冰等。微波遥感可以穿透云层,全天候不间断观测海况信息。中国计划2011年发射运行的“海洋”2号（HY-2A）卫星有效载荷为3个微波遥感器,主要用来观测海面矢量风、海表温度和海面高度。HY-2A卫星将有效提高全球海洋卫星观测在时间和空间上的采样频率。本文介绍了与HY-2A卫星相关的海洋微波遥感技术现状,对微波遥感的优势和目前业务化运行的海洋微波卫星的局限性进行分析,总结了微波遥感的新技术进展和全球下一代微波遥感卫星的发射计划,最后指出发展中国立体海洋监测和中国“海洋”3号（HY-3）卫星（其主载荷为C频段多极化合成孔径雷达）对于更深入了解大洋和海岸带的必要性。     

功分热态微波信号的导航测距测角方案及性能分析

根据光学中应用热光场的二阶关联特性,得到与纠缠光场相类似的关联成像、时钟同步和关联测距等方法,将其延伸至微波频段,利用热态微波信号进行二阶关联导航测距测角。热态微波信号用于二阶关联测距测角的过程为,首先用功分器对制备的热态微波信号分成相同功率的两路,并将功分后的2路热态微波信号通过两个天线发射,然后在接收端对2路信号进行实时功率测量,对测得的功率波形进行相关运算,通过对关联峰值的提取,计算出2路信号传播的距离差,进而应用干涉式测角原理推导出目标方位角信息。通过实验和仿真方法对热态微波信号的导航测距和测角方案进行了分析验证,利用热态微波场的真随机特性,能够解决以往无线电导航定位中由于信号周期性引起的整周模糊问题,并且拥有更好的抗噪性能、抗多径能力,使定位精度得到提高。     

K波段测距仪基带信号跟踪处理研究

为了精确解算星间距离及距离变化率,从而恢复地球重力场,介绍了一种在K波段测距系统中的基带信号跟踪处理方法,这种方法依据数字锁相理论,给出了环路的结构框图及KBR基带信号模型,同时给出了KBR基带信号跟踪环设计方法和仿真参数的具体确定,最后以图和表格的形式给出了Matlab仿真结果,结果表明这种方法能很好地跟踪重力卫星动态,精确地提取载波相位,可使得静态相位跟踪误差小于10^-4Hz,动态情况下能保持稳定跟踪,对恢复地球重力场有重要意义。     

复合热成像侦测系统被动测距方法研究

为寻求最适合复合热成像侦测系统的测距方法．根据复合热成像侦测系统的配置和特点．主要介绍了三种单站被动测距方法——角度交会测距法、单站单波段测距法和单站双波段测距法。比较了三种方法的优缺点,单站双波段测距法是目前最有发展前景的被动测距方法,也是最适合复合热成像侦测系统的测距方法。     

微波辐射下神木-府谷烟煤有机质的溶出规律及组成结构

提高煤中有机质的可溶性,从分子水平上了解煤中可溶有机质的组成结构,是实现煤炭资源高效清洁利用的关键性科学问题.本文在微波辐射下对神木-府谷烟煤(SFBC)进行溶剂萃取,考察了微波辐射功率、辐射时间以及溶剂类型对SFBC萃取过程的影响,并利用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)分析了萃取物的组成.结果表明:微波辐射40min时,SFBC的萃取率随微波功率的提高而降低,微波辐射10、20和30min时,SFBC的萃取率随微波功率的提高呈先增加后减小的趋势;SFBC的萃取率与溶剂的介电常数有关,在介电常数较小的四氢呋喃中萃取率最高(5.6%);萃取物主要由脂肪烃和芳烃组成,推测脂肪烃和小分子的芳烃较易从煤的大分子网络中游离出来.     

过渡金属与微波等离子体协同催化甲烷制乙炔

研究了在过渡金属Fe-Ni催化剂与微波等离子体协同作用下甲烷偶联制乙炔的反应.考察了催化剂组成、微波辐照时间和体系压力对反应的影响.在体系压力为4 053 Pa、微波辐照时间为5 s、当组成催化剂的m(Fe)/m(Ni)=5.67时获得了较高的甲烷转化率(97.3%)和乙炔收率(73.5%).并分析了可能的反应机理.与微波场中其他催化剂的协同作用相比,本实验使用的过渡金属Fe-Ni催化剂显示了一定的优越性.     

深空探测对我国地面测控站升级的需求?

我国近年建成的深空测控网可以对未来的火星探测任务和其他深空探测任务实现自主测量和控制,并且同时具备对深空探测器的微波测速测距和VLBI测量能力.遥远深空探测任务加大了微波信号在星-地链路之间的往返传输时间,改变了测控链路信号的上、下行路线几何构型,导致同一个天线系统难以对探测器同步完成上、下行链路的业务,是对目前地面测控通信能力的挑战.本文以典型的火星探测为例,分析了深空探测器的微波闭环跟踪测控对我国深空测控系统单站设备的升级需求,并对深空站相应的改造提出了建议:1)单站单一天线上、下行时分交替测控模式;2)利用设置了单一天线的多个深空测控站协同三程开环链路测控,实现对探测器的控制和遥测;3)采用DSN/JPL/NASA的方案,在每个深空测控站配置多套天线系统,全部天线共用台站时频资源实现单站闭环上、下行实时连续测控.     

一种基于光微波副载波复用系统实现光标记的新方法

光标记交换是一种光交换新技术，它能有效克服光换中的电子瓶颈，该技术的关键是光标记的产生和提取，光微波副载波复合系统是一种结合微波和光通信技术的通信网络，该文提出了利用光微波副载波技术实现光标记的新方法，叙述了这种光标记的产生、提取和识别原理，分析了这种方法的优点和进一步研究的问题。     

微波萃取鳗鱼中磺胺类药物的HPLC测定方法

采用微波萃取反相高效液相色谱的测定方法对鳗鱼中磺胺类药物的含量进行测定。实验结果表明，采用微波萃取，其方法的分析时间短并可排除其它基质干扰，所用的试剂量少且污染小等优点而具有一定的优越性；与常规的萃取法进行比较，其精密度、重复性及方法的回收率均达到了分析要求。     

一种实用的阻抗匹配方法

在微波传输系统中,系统的阻抗匹配占有非常重要的地位.本文提出了一种用圆柱形介质片实现系统匹配的方法.仿真的结果可以用来确定介质片的体积.通过对一段连接线的测量证实此方法的有效性.     

应用FFT实现自动微波时域测量

讨论了在频域自动测试系统中,应用FFT实现自动时域测量的原理和方法,采用了富里叶变换的奇偶特性,使得时域测量的定位分辨率提高了1倍,给出了应用该方法对几种微波元器件的测试结果。实验表明,该方法具有较高的定位精度、定位分辨率和实时测量能力。     

水玻璃砂微波加热工艺及工程应用方案研究

系统测试和分析了水玻璃模数Ｍ、,加入量,微波加热工艺对微波固化水玻璃砂抗拉强度σｂ和高温烘焙后的残留强度σｂｃ的影响规律。发现水玻璃砂微波加热时间过长抗拉强度有降低趋势。提出了水玻璃砂微波加热工艺的工程应用方案。     

Development of a Chinese land data assimilation system:its progress and prospects

The objective of land data assimilation is to merge multi-source observations into the dynamics of land surface model for improving the estimation of land surface states.We have developed a land data assimilation system for China's land territory.In this sys- tem,the Common Land Model and Simple Biosphere Model 2 are used to simulate land surface processes.The radiative transfer models of thawed and frozen soil,snow,lake,and vegetation are used as observation operators to transfer model predictions into estimated bright- ness temperatures.A Monte-Carlo based sequential filter,the ensemble Kalman filter,is implemented as data assimilation method to inte- grate modeling and observation.The system is capable of assimilating passive microwave remotely sensed data such as special sensor mi- crowave/imager (SSM/I),TRMM microwave imager (TMI),and advanced microwave scanning radiometer enhanced for EOS (AMSR- E) and the conventional in situ measurements of soil and snow.A spatiotemporally consistent assimilated dataset for soil moisture,soil temperature,snow and frozen soil,with a spatial resolution of 0.25 degree and temporal resolution of one hour,has been produced.This paper introduces the development of Chinese land data assimilation system and the progress made on data assimilation algorithms,land sur- face modeling,microwave remote sensing of land surface hydrological variables,and the preparation of atmospheric forcing data.The dis- tinct characteristics and challenges of developing land data assimilation system and the perspectives for future development are also dis- cussed.     

简并量子拍频激光器等效两能级模型理论

本文运用缀饰原子（ｄｒｅｓｓｅｄ－ａｔｏｍ）方法,得到了在一定条件下被微波场驱动的型简并量子拍频三能级系统等效于两能级系统的结果,利用两能级系统的激光器理论很便利地给出简并量子拍频激光器的运动主方程。     

K波段CMOS反射负载型无源移相器

研究应用于K波段相控阵收发系统的差分反射负载型无源移相器的设计方法.基于TSMC 90 nm CMOS工艺实现了一个5 bit移相器,其反射负载由电感和变容二极管并联组成.测试结果表明,该移相器的移相误差在23~25 GHz频带内小于6°,在22~26 GHz频带内小于15°.又基于相同工艺提出了一个改进的6 bit移相器,采用品质因数相对较高的叉指电容阵列替代传统的变容二极管,通过开关控制实现电容值的改变.仿真结果表明,改进版移相器的移相误差在23~25 GHz频带内小于4°,在22~26 GHz频带内小于8°.      

沥青路面现场微波加热再生模型与实验

为了求解微波加热再生沥青混合料内的温度分布,研究了由于沥青混合料介电常数和比热容是温变参数,从而导致电磁场分布和吸收微波功率的非线性变化.建立了电磁场控制方程和热传递方程耦合的二维非线性热电耦合模型,提出了按微波周期为时间步长交替迭代求解该非线性模型的求解方法.使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统,通过连续或间歇辐射加热方式,对不同体积的沥青混合料进行了加热实验.实验结果证实了微波加热再生通过辐射热传递能实现瞬间体积加热,具有快速、加热均匀、保证质量和无污染等特点.     

微波加热对自来水杀菌效果的实验分析

为明确微波加热对自来水杀菌的高效性,本实验采用微波炉对一定量的自来水进行了加热杀菌处理,并对微波杀菌效果达到国标时自来水体积与加热时间关系进行了分析。结果表明:微波加热实验组的杀菌效果达到国标(GB19298-2003)时所需的时间及所需的温度明显低于电炉加热对照组;实验组和对照组在水温为35.0℃时比初温13.1℃时含菌量高;实验组和对照组杀菌效果达到国标时,加热时间与水的体积成线性关系。上述结果表明,相比传统热杀菌,微波杀菌具有稳定的高效性,为饮用自来水微波炉杀菌方法提供了参考。     

宽带卫星网微波副载波光调制系统方案

为简化星上光调制过程和星间光路由,基于宽带卫星网的特点,利用微波副载波对激光的直接调制,提出了一种新型星上光调制技术方案,建立了系统分析模型,给出了具体的相关实现技术。该方案引入了“目标卫星流”聚合、交换的技术和副载波频率重用的新概念,有效减轻了卫星的处理负荷,提高了系统在微波层和光层对频谱资源的利用效率。仿真结果表明,通过实施波长控制技术和增加光调制指数等措施,可以有效提高系统载噪比。     

微波测量中的去嵌入方法

考虑微带型微波功率器件的测量问题,运用ＬＲＬ（Ｏｉｎｅ－Ｒｅｆｌｅｃｔ－Ｌｉｎｅ）法对测试夹具去嵌入,待测件的散射参量可表为测量值的单值 函数,消除了嵌入网络参量相位不确定性引人的误差。     

水库泥沙淤积的灰色动态模型

本文以头屯河水库泥沙淤积的时间序列数据为依据,应用灰色系统理论,建立了水库泥沙淤积的灰色动态模型,得到了累积淤积量的变化规律,提出了直到1994年的累积淤积量的预测值。1989年以前的模型计算值与实测值吻合良好。