微波輻射儀作為一種無源微波遙感儀器，正是根據(jù)自然界中所有物體都有輻射電磁波的原理而制成的。那么，微波輻射測量儀怎樣用呢？就讓佰佰安全網(wǎng)的小編和你一起去了解一下吧！

工作原理

微波輻射儀是用微波進(jìn)行遙感，從而對地物進(jìn)行探測的微波接收機(jī)，在探測大氣、海洋、植被和土壤等方面有廣泛應(yīng)用，而數(shù)據(jù)處理與控制單元作為微波輻射計的重要組成部分，承擔(dān)了所有的驅(qū)動及控制功能，對時序及精度要求十分嚴(yán)格。由于系統(tǒng)對可靠性要求較高，故采用單片機(jī)作為220GHz微波輻射計數(shù)控單元的核心，通過精確的時序控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、天線控制、狀態(tài)提取、串口通信等功能。同時，該數(shù)控單元具有功耗低，采樣精度高，接口簡便等特點(diǎn)。微波輻射計，是利用被動的接收，各個高度傳來的溫度輻射的微波信號來判斷溫度、溫度曲線，是一款被動式地基微波遙感設(shè)備，微波遙感起步晚于可見光和紅外遙感。但相對于可見光和紅外遙感而言，微波輻射計能全天候、全天時工作?？梢姽膺b感只能在白天工作，紅外遙感雖可在夜晚工作，但不能穿透云霧。微波輻射計是一種用于測量物體微波熱輻射的高靈敏度接收機(jī)。通過測量天線接收到的輻射功率反演被觀測目標(biāo)的亮度溫度;測量的物理量為亮度溫度(K)。輻射計天線接收的輻射能量來自地面物體的發(fā)射輻射和反射輻射，根據(jù)瑞利-金斯公式，物體發(fā)射的功率與溫度成正比。物體的發(fā)射特性用輻射測量亮度溫度表征。表征微波輻射計性能的主要參數(shù)是溫度分辨率(靈敏度)和空間分辨率(角分辨率)。

微波輻射儀測量海表面溫度的原理： 微波的波長為0.1~100 cm，微波又可細(xì)分為毫米波、厘米波和分米波等。微波的特點(diǎn)是能穿透云霧，具有全天候工作特點(diǎn)。微波遙感分為主動微波遙感和被動微波遙感。 在不考慮大氣中各種粒子的貢獻(xiàn)時，微波輻射計探測到的海面亮溫Tb(f)與海表面溫度TS有簡單關(guān)系。將瑞利-金斯定律代入公式，獲得 T(f，θ，φ，TSST)=e (f，θ，φ) TSST (1) 式中：T(f，θ，φ，TSST)代表微波輻射計探測到的海面亮溫;TSST是 海表面一個薄層海水的溫度，它代表海表面的熱力學(xué)溫度，當(dāng)然它與常規(guī)水桶采水法在一定深度取水測得的海表面溫度略有差別。如果傳感器位于海表面之上某一個 足夠高度的平臺例如飛機(jī)或衛(wèi)星上，還要考慮大氣校正，即在公式(1)中還要補(bǔ)充大氣層空氣自發(fā)輻射項和大氣透射率因子等。 根據(jù)基爾霍夫定律，平靜海面的發(fā)射率e與菲涅爾反射率ρ之間的關(guān)系是 e HV(f，θ，φ)=1-ρHV(f，θ，φ) (2) 式中：下標(biāo)H和V分別表示電磁波的水平極化狀態(tài)和垂直極化狀態(tài);f為微波頻率;θ為觀測的天頂角，它代表衛(wèi)星的觀測方向與海面法線之間的夾角，簡稱為觀測角或入射角;φ為方位角，它代表輻射儀觀測方向與風(fēng)向的夾角

分類

根據(jù)微波輻射儀的用途和特點(diǎn)可以進(jìn)行分類。按照工作環(huán)境可分為實(shí)驗室用、地面野外用、機(jī)載和星載輻射儀；按用途可以分為射電天文、大氣探測、測繪和跟蹤輻射儀；按照電路特點(diǎn)可以分為全功率式、調(diào)制式、相關(guān)式和相位開關(guān)式輻射儀；此外還可以分為帶鎖式開關(guān)和不帶鎖式開關(guān)兩類。

應(yīng)用場合與任務(wù)

微波輻射儀主要用于中小尺度天氣現(xiàn)象，如暴風(fēng)雨、閃電、強(qiáng)降雨、霧、冰凍及邊界層紊流。對于短時間內(nèi)生成或消散的中小尺度天氣災(zāi)害，雖然只是地區(qū)性的，但部分事件危害性較大。在目前中尺度天氣現(xiàn)象監(jiān)測過程中，探空氣球和天氣雷達(dá)是常用的手段。探空氣球會受到使用時間和空間的限制；天氣雷達(dá)資料基本局限于降雨過程無降水時的欠缺；在離地面5公里范圍內(nèi)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)存在較大的誤差。被動式地基微波輻射計的出現(xiàn)，填補(bǔ)上述研究方法監(jiān)測方面的空白，是其有效的補(bǔ)充手段。微波輻射具有獨(dú)立工作能力，能在幾乎各種環(huán)境條件工作， 非常適合于自動天氣站。用于反演完整的大氣廓線，反演數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)全部保存。提供完備的顧客定制或全球標(biāo)準(zhǔn)算法。主要應(yīng)用如下：對流層剖面的溫度、濕度和液態(tài)水，天氣和氣候模型研究，衛(wèi)星追蹤（GPS，伽利略）濕/干延遲和濕度廓線，臨近預(yù)報大氣穩(wěn)定性（災(zāi)害性天氣檢測），溫度反演檢測、霧、空氣污染，絕對校準(zhǔn)云雷達(dá)，濕/干延遲改正VLBI技術(shù)。

面遙測對流層上部溫度

在地面上用頻率為52—56千兆赫的微波輻射儀,通過不同仰角亮度溫度的測量,可以遙測大氣的溫度層結(jié)。遙測對流層上部(500mb以上)的溫度,頻率在53.1千兆赫附近效果較好。

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責(zé)任編輯:王秀娟