[发明专利]星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：

辐射亮温接收模块，用于接收观测目标的第一辐射亮温信号，并将所述第一辐射亮温信号转化为电压信号；

辐射亮温定标模块，用于获得定标源的辐射亮温，接收所述辐射亮温接收模块传回的所述电压信号，结合所述星载微波辐射计两点定标方程将所述电压信号转化为第二辐射亮温信号；

在轨定位模块，用于获取所述星载微波辐射计的在轨位置以及所述星载微波辐射计的在轨飞行姿态信息；

机动模块，用于根据观测需求分析所述星载微波辐射计在轨机动范围，并控制所述星载微波辐射计进行在轨机动，调整所述星载微波辐射计的飞行姿态；

数据应用模块，用于根据所述在轨位置以及所述在轨飞行姿态信息确定所述观测目标属性，结合所述星载微波辐射计的温度信息和所述第二辐射亮温信号，计算天线反射面的在轨发射率。

2.根据权利要求1所述的星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，其特征在于，

所述辐射亮温接收模块包括天线子系统和接收机子系统；

所述天线子系统，用于将所述观测目标的辐射亮温反射到所述接收机子系统中，所述天线子系统反射传递出去的辐射亮温表示为：

TA＝TB·(1-ε)+Tphy·ε；

其中，TA为所述天线子系统反射传递出去的辐射亮温，TB表示所述观测目标的实际辐射亮温，Tphy为所述天线反射面的物理温度，ε为所述天线反射面的发射率；

所述接收机子系统，用于接收所述天线子系统反射传递出的辐射亮温，并将所述观测亮温转化为所述电压信号。

3.根据权利要求1所述的星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，其特征在于，

所述辐射亮温定标模块包括定标源子系统和定标计算子系统；

所述定标源子系统，用于为所述辐射亮温接收模块和所述定标计算子系统提供定标亮温信号，所述定标源子系统包括冷定标源结构和热定标源结构；

所述定标计算子系统获取所述接收机子系统传来的电压信号，采用所述两点定标公式将电压值转化为辐射亮温值，所述两点定标公式详细内容如下：

TA＝G(VA-VH)+TH，

其中，TA表示经过两点定标后的观测目标辐射亮温，VA表示天线观测目标时的输出电压，G表示系统增益，G计算公式如下：

G＝(TH-TC))/(VH-VC)，

其中，TH表示热源亮温，VH表示天线观测热定标源时的输出电压，TC表示冷源辐射亮温，VC表示天线观测冷定标源时的输出电压。

4.根据权利要求1所述的星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，其特征在于，

所述在轨定位模块包括在轨定位子系统和姿态控制子系统；

所述在轨定位子系统，用于接收卫星导航定位信号，获取载荷位置以及观测像元位置；

所述姿态控制子系统，用于接收所述星载微波辐射计的在轨飞行姿态信息，所述在轨飞行姿态信息包括所述星载微波辐射计的滚动角度、俯仰角度、偏航角度。

5.根据权利要求1所述的星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，其特征在于，

所述机动模块，用于分析所述星载微波辐射计的在轨机动角度的需求，设计所述星载微波辐射计的机动方案，并根据所述在轨机动角度的分析结果控制所述星载微波辐射计实施在轨机动。

6.根据权利要求3所述的星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，其特征在于，

所述数据应用模块，用于接收所述在轨定位模块传来的所述星载微波辐射计的在轨位置以及所述星载微波辐射计的在轨飞行姿态信息，获取所述星载微波辐射计的观测目标属性，所述数据应用模块利用辐射传输模型进行微波辐射计观测亮温的仿真，用于计算星载微波辐射计，结合所述辐射传输模型计算观测目标的模拟亮温值同时所述数据应用模块会接收所述辐射亮温定标模块传来的观测亮温TA，根据天线辐射亮温公式计算天线反射面的在轨发射率参数

7.一种星载微波辐射计天线发射率的在轨测试方法，其特征在于，用于如权利要求1至6中任一项所述的星载微波辐射计天线发射率的在轨测试系统，所述测试方法包括以下步骤：

S1，确定所述星载微波辐射计天线的观测目标，建立所述星载微波辐射计在轨运行的轨道仿真模型，模拟分析得到机动角度范围[θ1，θ2]，在所述机动角度范围内，所述星载微波辐射计观测目标满足要求；

S2，所述星载微波辐射计观测冷源时得到第一输出电压VC，冷源的辐射亮温TC，所述星载微波辐射计观测热源时得到第二输出电压VH，热源的辐射亮温TH，利用所述冷源的辐射亮温TC、所述热源的辐射亮温TH、所述第一输出电压VC和所述第二输出电压VH，计算所述星载微波辐射计的系统定标增益G：

G＝(TH-TC)/(VH-VC)；

S3，根据所述系统定标增益G，将所述星载微波辐射计的观测电压VA标定为亮温，亮温观测值TA为：

TA＝G(VA-VH)+TH；

S4，利用辐射传输模型，获得所述机动角度范围[θ1，θ2]内天线观测目标的模拟亮温值

S5,利用温度传感器获得天线反射面物理温度Tphy，通过对比所述亮温观测值TA和所述模拟亮温值计算得到天线反射面的发射率参数：