[发明专利]一种辐射计的积分时间调整装置及微波辐射接收机

说明书

本发明公开了一种辐射计的积分时间调整装置及微波辐射接收机，针对现有调整辐射计积分时间基于不同的电容器容值对应不同的积分时间，更换积分电路里面的电容器来实现积分时间的调整的方法，存在操作不方便，无法实现实时调整的问题，通过先在检波器之后采用一个τms的模拟积分器，对信号进行一定的低通滤波，使后续AD转换器的采集频率能够满足奈奎斯特采样定律，然后在一定时间n内对AD采样后的数字信号进行滑动平均，使装置的积分时间为n。改变时间n即可改变装置的积分时间，从而实现积分时间可调。且可以不用修改硬件电路，仅通过修改软件参数的方法实现积分时间可调，还可以在轨远程调整。

技术领域

本发明属于微波辐射接收机的设计领域，尤其涉及一种辐射计的积分时间调整装置及包含该积分时间调整装置的微波辐射接收机。

背景技术

自然界的物体会自发辐射微波信号，信号的强度代表了物体的特定信息。辐射计可以接收物体自发辐射的微波信号并把它转换成直流电压输出，从而实现对目标的特性进行探测。微波遥感就是利用卫星上的接收机对地面上的物体进行远程探测，并利用二维扫描对地面进行二维成像。

灵敏度是接收机的一个关键指标，它代表了接收机探测的精确程度。接收机的积分时间与灵敏度正相关，通常在一定范围内积分时间越长则灵敏度越高。同时积分时间也受到卫星地面分辨率的限制而不可能设置的过长。因此，接收机的积分时间最好能够根据不用的应用需求而自动在轨进行调整。

在微波遥感领域，接收机的积分电路一般由运算放大器和电阻电容构成，积分功能是通过传统的模拟积分电路来实现的，或者设置多档电容而通过选择开关来选通某一路。积分时间的长短与积分电路里面的电容和电阻的乘机成正比。通过调整电容和电阻的数值就可以实现积分时间的调整。但是这种调整需要不断的更换硬件电路的电容或电阻，或可以调整的积分时间档位有限，而且会使硬件方面体积有所增大，调整不够方便；更重要的是无法做到实时修改和远程控制修改。

申请号为201110020107.9，名称为《一种用于全极化微波辐射计系统中可配置的数字相关器》的专利申请文件公开了全极化微波辐射计系统射频前端通过混频放大和正交变换后的信号转化为差分信号输入至四个超高速ADC输入端进行采样转换为数字信号，经多路复用后输入数字相关电路；数字相关电路包括参数选择模块和相关计算模块；参数选择模块通过计算机串口返回命令修改FPGA中的数字相关位数参数和积分时间参数实时对FPGA配置，实现从2位到12位的数字相关及积分时间从5ms到50ms的选择；相关计算模块在确定量化位数和积分时间后，对输入的数字信号进行降速和相关计算处理，将相关结果通过数据格式转换和外部接口电路按要求的顺序输出到计算机上。

该专利申请文件虽然可实现积分时间的调整，但是，实际上，它是一个可配置的数字相关器，概括起来就是这个数字相关器的两个参数(数字相关位数参数和积分时间参数)可以通过计算机通过串口进行配置。数字相关的作用并不是进行积分时间的修改，积分时间在他这里只是一个由计算机告诉相关器的输入参数。因此，未涉及积分时间进行调整的原理。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐射计的积分时间调整装置及包含该积分时间调整装置的微波辐射接收机，不需要修改硬件，仅通过修改软件参数的方法实现积分时间可调，且可以在轨远程调整。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种辐射计的积分时间调整装置，包括：

模拟积分器，对所述辐射计检波后的信号进行低通滤波；

AD转换器，将所述模拟积分器滤波后的信号进行AD采样，得到数字信号；

数字信号处理器，将所述AD转换器输出的数字信号，采样滑动平均法处理，实现预设时间内的数字积分，得到积分时间为所述预设时间的数字信号。