微波辐射计定标源至天线亮温传递的定量建模方法研究
微波辐射计载荷的定标过程通过将黑体定标源的参考辐射亮温在近距空间内传递到接收天线，来标定辐射计载荷的观测亮温。因此，定标技术对稳定精确的辐射计观测起到不可缺少的决定性作用，是被动微波遥感领域的关键技术。 近年来，对定标链路中亮温传递过程的基础研究成为国内外关注重点，但经典远场概念与实际近场物理过程的不匹配，导致目前仍缺乏恰当有效的分析手段。同时，微波段亮温基准和传递标准的建立也缺乏必要的机理支撑。针对该问题，本文构建了一套能够同时描述复杂辐射目标与近场接收天线的亮温传递建模方法。首先基于并矢格林函数和涨落耗散理论，推导出热平衡状态下定标源辐射到天线接收的正向亮温传递计算模型，并基于经典恒温黑体腔场景完成定量验证。进一步基于瑞利-卡森互易定理和天线端口单模传输条件，构建了近场辐射测量场景下的互易关系，推导出天线近场照射到定标源吸收的逆向亮温传递计算模型。基于近场互易的正逆向方法达成物理统一，综合使用可全面分析亮温传递，其中，正向方法能够直接分析复杂近场辐射效应，逆向方法则可以高效地计算定标链路传递亮温。 基于正逆向建模理论方法，结合基于时域有限差分算法的二维数值分析，得以初步探索定标链路近场亮温传递的机理特性。分析了典型定标源结构的近远场辐射特性，观察到锥体阵列定标源的远场朗伯特性与其近距辐射增强之间的联系;分析了对定标链路中近场天线接收效果的扰动因素，观察到定标源近场辐射的结构性，及定标源与天线结构间的互耦对亮温传递的影响。相关结果为定标源应用及其与天线形式的匹配问题提供了一定启示，为工程中定标源至天线“亮温传不准”问题的解答提供了可能。 本文构建的方法路径具备充分的发展潜力与应用价值，期望未来能够以此为基础，实现对实际定标链路的高精度定量分析，并指导定标精度提升，服务于我国被动微波遥感观测精细化的发展需要。
被动遥感;微波辐射计;黑体定标源;接收天线;亮温传递;定量分析
北京化工大学
硕士
电子信息
金铭;王振占
2023
中文
TP73;TP705
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）