[发明专利]一种基于地基的大气廓线微波探测仪

权利要求书

1.一种基于地基的大气廓线微波探测仪，该探测仪包括天馈单元、定标单元、辐射计接收机单元、扫描机构单元和数字单元，其特征在于：

所述天馈单元，包括针对两个波段的独立的天馈子单元且采用双频独立反射面，所述的两个独立的天线反射面分别安装在扫描电机输出轴两端，通过电机旋转实现波束扫描，用于接收大气及内校准参考源的微波辐射；

所述的辐射计接收单元，包含针对两个接收波段的辐射计接收单元，该辐射计接收单元采用中频功分直接检波型辐射计接收机单元，具体包含：定向耦合器、射频放大、功分器、带通滤波器、平方律检波器、积分器和视频放大器，用于实现对接收信号的中频检波；

所述扫描机构单元，包括扫描轴、扫描步进电机、两个前端和SMA连接器，其中所述的扫描轴在扫描电机得驱动下带动所述的两个反射面圆周扫描，且所述的扫描机构单元的驱动电机经过齿轮减速传递驱动，用于驱动天线实现对天空不同入射角的观测和内定标黑体进行测量，获取测量和周期内定标单元获得的数据；

其中，所述的两个波段的天馈单元各自独立，由扫描机构带动两个反射面圆周扫描，两个波段的辐射计接收单元位于扫描机构两侧。

2.根据权利要求1所述的基于地基大气廓线微波探测仪装置，其特征在于，所述的天馈单元还包含一馈源和一天线罩；

所述的双频独立反射面，均采用90°偏置抛物反射面，分别用于反射K波段和V波段电磁波；

所述的馈源采用圆锥波纹喇叭，该喇叭馈源与接收机射频前端集成为一体；

所述的天线罩安装在结构支架上，用于将所述的探测仪的内部与外部环境隔离。

3.根据权利要求2所述的基于地基大气廓线微波探测仪装置，其特征在于，所述的K波段的抛物反射面的口径尺寸为0.2m，对应于5°的半功率波束宽度；所述的V波段的抛物反射面的口径尺寸为0.15m，对应于2.5°的半功率波束宽度。

4.根据权利要求1所述的基于地基大气廓线微波探测仪装置，其特征在于，所述的中频功分直接检波型辐射计接收机单元，包含：

混频放大子单元，用于将天线接收到的目标信号经过固定本振进行混频和放大处理；

功分器子单元，用于将混频放大后得信号分成若干个中频子通道；

带通滤波器子模块，用于将在每个中频子通道中利用带通滤波器固定探测通道的频率，每个探测通道的带宽可根据需要自由选择。

5.根据权利要求1所述的基于地基大气廓线微波探测仪装置，其特征在于，所述的扫描机构单元，采用垂直平面内的360°圆周扫描方式且所述的扫描方式具体包含三种：连续匀速扫描方式、步进角度扫描方式和固定角度观测方式，用于使天线波束依次指向不同的角和定标黑体完成测量数据和黑体定标数据的获取。

6.根据权利要求1所述的基于地基大气廓线微波的探测仪装置，其特征在于，所述的数字单元，包括时序信号产生子单元、数据采集与处理子单元和数据接口子单元；

所述得时序信号产生子单元，用于产生系统工作的时序信号、实现测量/定标切换和接收机的扫描时序；

所述得数据采集与处理子单元，用于实现对探测数据、定标数据以及辅助探测数据的采集量化，采集扫描角度信息，控制扫描机构运转；同时该子单元还产生系统温控所需的控制信号，实现对整个机箱的温度控制和对定标黑体温度梯度的控制；

所述的数据接口模块，用于实现对测量所获得的科学数据、工程参数进行格式编排、打包处理，形成满足格式要求的数据包，发送至主控计算机。

7.根据权利要求6所述的基于地基大气廓线微波的探测仪，其特征在于，所述的数据采集与处理子单元采用CPU完成数据采集与处理；

所述的时序信号产生子单元采用FPGA产生所需要的工作时序。