CE-1微波探测仪地面定标技术研究

论文摘要

月球探测卫星“嫦娥一号（CE-1）”有效载荷微波探测仪主要由4 频段微波辐射计构成,这四个频段分别为:3GHz、7.8GHz、19.35GHz 和37GHz。目前,CE-1微波探测仪初样已经研制完成,为保证将来在轨观测中实现高精度定标,保证科学探测目标的实现,本文通过分析探测仪内部结构特点和结合国内外辐射计定标现状,设计了探测仪地面定标方案,对其进行了地面测试和定标。首先,对探测仪天线系统、连接网络和接收机进行了电性测试,以验证其是否达到了探测仪设计指标,这是本论文定标工作的基础。其次,对探测仪接收机进行了线性度和灵敏度测试,只有接收机线性度良好的情况下才能用两点定标法对其定标;据测试数据表明,四通道线性度分别为0.99957、0.99991、0.99984 和0.9999,灵敏度分别为0.30K、0.14K、0.11K 和0.17K,达到了设计的性能指标。由此,可用高、低温两点定标法对其进行地面定标:高温定标源为匹配负载,低温定标源为液氮制冷的低温辐射源。同时,为了修正由于传输网络各元件之间的不匹配和插损给定标精度带来的影响,本文建立了探测仪传输网络的辐射传输模型;并在此模型基础上,得到了四个通道的地面定标方程。最后,本文对探测仪四通道的地面定标精度进行了分析。本论文工作可以为CE-1 微波探测仪正样样机的研制以及科学目标的实现提供定标参考。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 论文工作背景
• 1.2 论文工作简述
• 第二章 CE-1 微波探测仪工作原理
• 2.1 CE-1 微波探测仪原理
• 2.1.1 微波探测仪的结构
• 2.1.2 天线和接收机单元
• 2.1.3 数管单元
• 2.1.4 探测仪的工作模式
• 2.2 小结
• 第三章 CE-1 微波探测仪地面定标方案设计
• 3.1 定标方法概述
• 3.1.1 星上定标
• 3.2.1 地面定标
• 3.2 星载全功率微波辐射计的周期定标
• 3.2.1 周期定标全功率微波辐射计概述
• 3.2.2 周期定标全功率辐射计的灵敏度
• 3.3 CE-1 微波探测仪地面定标方案设计
• 3.3.1 CE-1 微波探测仪定标概述
• 3.3.2 地面定标方案
• 3.4 小结
• 第四章 传输网络辐射传输模型的建立
• 4.1 问题的提出
• 4.2 传输模型的建立
• 4.2.1 模型的建立
• 4.2.2 参量的处理
• 4.3 用传输网络辐射传输模型改善精度的分析
• 4.4 小结
• 第五章 CE-1 微波探测仪地面定标实验
• 5.1 电性测试
• 5.1.1 接收机电性测试
• 5.1.2 天线的电性测试
• 5.1.3 连接网络的电性测试
• 5.2 定标方程的建立
• 5.2.1 接收机线性度和灵敏度
• 5.2.2 定标方程
• 5.2.2 星上定标方程
• 5.3 定标精度分析
• 5.3.1 星上探测仪天线温度精度分析
• 5.3.2 地面定标精度分析
• 5.3.3 电相位对定标精度的影响
• 结束语
• 参考文献
• 附录
• 致谢