论文题目: 毫米波辐射计特性参数与性能测试研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 吴礼
导师: 彭树生
关键词: 伺服控制,天线方向图测量,双频毫米波辐射计,灵敏度测量,毫米波辐射计性能测试,大气水汽测量,液态水测量
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 基于应用于大气水汽和液态水测量的双频毫米波辐射计,本文深入研究了它的参数和性能测试方法,分析了测试结果。设计了双频毫米波辐射计的两维伺服驱动器和驱动软件;完成了8mm波段和13mm波段天线方向图的测试,分析了测量误差;对辐射计的灵敏度进行了详细的分析、推理和测量;讨论了辐射计的线性度、噪声系数、积分时间、系统抗干扰性等性能参数的测量方法,对测量结果进行了深入分析;阐述了双频毫米波辐射计测量大气水汽和液态水的原理,利用实测数据完成了大气水汽和液态水的反演。具体包括: 第一,基于双频毫米波辐射计的扫描要求,设计了基于PC计算机和嵌入式系统道的两维伺服驱动电路,完成了扫描控制、通信协议和伺服驱动控制的软件设计。 第二,基于伺服平台,设计了测量8mm波段和13mm波段天线方向图的测试软件,以及测试接收机,分析了测试结果。 第三,基于双频毫米波辐射计的工作原理,详细分析推导了辐射计的灵敏度,讨论了灵敏度的测试方法和测试结果。 第四,讨论了辐射计中A/D和D/A部件性能的测量,阐述了辐射计的线性度、噪声系数、积分时间、系统稳定性和系统抗干扰性等性能参数的测量方法,完成性能测量,对测量结果进行了深入分析。 最后,详细阐述通过双频毫米波辐射计测量大气水汽和液态水的原理,并用实例说明怎样结合探空资料演算大气辐射亮温,从而反演大气水汽、液态水的过程。
论文目录:
1 绪论
1.1 前言
1.2 微波辐射计性能指标
1.3 本文的研究内容和主要工作
2 双频毫米波辐射计伺服控制系统设计
2.1 伺服控制系统要求
2.2 伺服控制器硬件设置
2.2.1 步进电机驱动脉冲发生电路设计
2.2.2 校零、限位电路设计
2.3 软件设计
2.3.1 单片机程序设计
2.3.2 主机程序设计
3 13mm和8mm毫米波辐射计天线方向图测量
3.1 辐射计天线
3.2 测量系统
3.2.1 接收系统
3.2.2 转台控制与数据采集系统
3.3 测量方法
3.3.1 天线电轴搜索
3.3.2 方位方向图测量
3.3.3 俯仰方位方向图测量
3.3.4 天线测量软件
3.4 测量结果及误差分析
3.4.1 理论计算与实际测量结果
3.4.2 测量误差分析
3.5 结论
4 双频毫米波辐射计灵敏度分析与测试
4.1 系统框图与工作原理
4.2 定标方程
4.3 灵敏度
4.3.1 绝对灵敏度计算
4.3.2 灵敏度测量
4.4 试验测试资料
4.5 分析讨论
5 毫米波辐射计性能测试
5.1 数据采集卡测试
5.1.1 A／D性能测试
5.1.2 D／A输出电压稳定性测试
5.2 线性度测试
5.2.1 测试方法
5.2.2 测试结果
5.3 积分时间测试
5.3.1 测试方法
5.3.2 测试结果
5.4 噪声系数测量
5.4.1 噪声系数
5.4.2 测试方法
5.4.3 测试结果
5.5 稳定性测试
5.5.1 电子温度计短期稳定性测试
5.5.2 输出电压噪声测量结果测试
5.6 干扰性与抗干扰性测试
5.6.1 普通电磁环境的干扰试验
5.6.2 工频干扰
5.7 恒温系统测试
5.7.1 测试结果
5.8 一致性测试
6 用毫米波辐射计测量大气水汽、液水
6.1 引言
6.2 大气微波遥感的基本方程
6.3 探空资料统计反演出水汽、液水总量
6.3.1 原理
6.3.2 水汽、液水总量反演方程
6.3.3 水汽和云水总量的估计
6.4 GPS地基遥感大气水汽总量
6.4.1 GPS遥感大气水汽的基本原理
6.4.2 利用中性延迟计算水汽总量
6.5 测试结果
6.6 小结
7 结束语
致谢
参考文献
发布时间: 2005-09-12
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