一种多通道辐射计系统前端及其一致性的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微波技术领域，具体涉及一种多通道辐射计系统前端及其一致性的控 制方法的设计。
【背景技术】
[0002] 微波毫米波辐射计是一种用于测量物体微波热辐射的高灵敏度接收机，是被动式 微波遥感的主要工具。它本身不发射电磁波，而是通过被动地接收被观测场景辐射的微波 能量来探测目标的特性，具有非常高的抗干扰性和隐藏性，在搜查隐藏武器、军事侦察等领 域具有广阔的应用前景；同时，微波毫米波辐射计还具有功耗低、体积小、质量轻和工作稳 定可靠等特点，广泛应用于气象、农林、地质、海洋环境监测等领域。微波毫米波辐射计出 现至今，已经发展出了地基（含地面与船载平台）、空基（含飞机、导弹、气球平台）和星基 (含卫星、飞船、航天飞机平台）的基于各种运载平台的系列微波毫米波辐射计系统。
[0003] 辐射计前端作为辐射计系统的重要组成部分，其性能直接影响系统的指标。对于 单通道辐射计来说，辐射计灵敏度是其最重要的性能指标，其定义为当积分时间为1秒时， 微波辐射计可以检测的天线亮温的最小变化量。对于理想的辐射计系统：
【主权项】
1. 一种多通道辐射计系统前端，其特征在于，由若干个单通道辐射计前端以阵列形式 构成；所述单通道辐射计前端包括射频放大与检波模块（11)、视频放大模块（12)、积分调 节模块（13)以及差分放大与参考电位调节模块（14);所述射频放大与检波模块（11)、视频 放大模块（12)、积分调节模块（13)以及差分放大与参考电位调节模块（14)顺次连接，差分 放大与参考电位调节模块（14)的输出端输出电压信号V wt。
2. 根据权利要求1所述的多通道辐射计系统前端，其特征在于，所述射频放大与检波 模块（11)包括检波前射频放大部分（31)和平方率检波器（32);所述检波前射频放大部分 (31)的输入端为射频放大与检波模块（11)的输入端，输出端连接于平方率检波器（32)的 输入端；所述平方率检波器（32)的输出端为射频放大与检波模块（11)的输出端。
3. 根据权利要求1所述的多通道辐射计系统前端，其特征在于，所述视频放大模块 (12) 包括运算放大器（33)、第一可调节电阻器（34)以及第二可调节电阻器（35);所述运 算放大器（33)的同相输入端为视频放大模块（12)的输入端，输出端为视频放大模块（12) 的输出端；所述第一可调节电阻器（34)串接于运算放大器（33)的反相输入端与输出端之 间；所述第二可调节电阻器（35) -端接地，另一端连接到运算放大器（33)的反相输入端。
4. 根据权利要求1所述的多通道辐射计系统前端，其特征在于，所述积分调节模块 (13) 包括第三可调节电阻器（36)和可调节电容器（37);所述第三可调节电阻器（36)的两 端分别为积分调节模块（13)的输入端与输出端；所述可调节电容器（37) -端接地，另一端 与第三可调节电阻器（36)的输出端连接。
5. 根据权利要求1所述的多通道辐射计系统前端，其特征在于，所述差分放大与参考 电位调节模块（14)包括第四可调节电阻器（38)、第五可调节电阻器（39)以及差分运算放 大器（40);所述差分运算放大器（40)的一个输入端为差分放大与参考电位调节模块（14) 的输入端，输出端为差分放大与参考电位调节模块（14)的输出端；所述第四可调节电阻器 (38) -端接地，并与第五可调节电阻器（39)串联；所述第五可调节电阻器（39)的一端连 接到差分运算放大器（40)的另一输入端；所述第四可调节电阻器（38)与第五可调节电阻 器（39)之间接有外部供给的参考电压乂_。
6. -种多通道辐射计系统前端一致性的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 选择多通道辐射计系统前端的任意两个通道，以其中一个通道为通道1，另一通道 为通道n，两个通道输入端分别接上相同的匹配负载； 52、 根据系统对增益及温度灵敏度的要求分别调节通道1中的视频放大模块（12)、积 分调节模块（13)以及差分放大与参考电位调节模块（14); 53、 以已调节好的通道1为标准，调节通道η中视频放大模块（12)的增益，使电压Vn2 与通道1中的V12值相等； 54、 调节通道η中差分放大与参考电位调节模块（14)，使输出电压Vtjutn与通道1中输 出电压Vtjutl值相等； 55、 调节通道η中积分调节模块（13)，使通道η的温度灵敏度与通道1的温度灵敏度相 等； 56、 仍然以通道1为标准，每次选定一个通道来调节，重复步骤S3-S5,直至每个通道都 调节完毕。
7. 根据权利要求6所述的一种多通道辐射计系统前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步骤S2具体为调节通道1中视频放大模块（12)中的第一可调节电阻器（34)或 第二可调节电阻器（35)，积分调节模块（13)中的第三可调节电阻器（36)或可调节电容器 (37)，以及差分放大与参考电位调节模块（14)中的第四可调节电阻器（38)、第五可调节电 阻器（39)或参考电压V kef，使通道1的增益及温度灵敏度满足系统要求。
8. 根据权利要求6所述的一种多通道辐射计系统前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步骤S3具体为通过调节通道η中视频放大模块（12)中的第一可调节电阻器（34) 或第二可调节电阻器（35)来改变视频放大模块（12)的增益，使电压V n2与通道1中的V12 值相等。
9. 根据权利要求6所述的一种多通道辐射计系统前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步骤S4具体为通过调节通道η中差分放大与参考电位调节模块（14)中的第四可 调节电阻器（38)、第五可调节电阻器（39)或参考电压V kef，使输出电压Vratn与通道1中输 出电压Vtjutl值相等。
10. 根据权利要求6所述的一种多通道辐射计系统前端一致性的控制方法，其特征在 于，所述步骤S5具体为通过调节通道η中积分调节模块（13)中的第三可调节电阻器（36) 或可调节电容器（37)，即通过调节通道η的积分时间τ =RC来改变其温度灵敏度，使通道 η的温度灵敏度与通道1的温度灵敏度相等。
【专利摘要】本发明公开了一种多通道辐射计系统前端及其一致性的控制方法，多通道辐射计系统前端由若干个单通道辐射计前端以阵列形式构成，单通道辐射计前端包括射频放大与检波模块、视频放大模块、积分调节模块以及差分放大与参考电位调节模块，射频放大与检波模块、视频放大模块、积分调节模块以及差分放大与参考电位调节模块顺次连接，差分放大与参考电位调节模块的输出端输出电压信号Vout。本发明能有效地解决多通道辐射计系统前端不一致的问题，不需要外部标准定标源以及额外的电路结构，具有体积小、集成度高、工艺简单等优点。
【IPC分类】G01J5-00
【公开号】CN104634455
【申请号】CN201510073833
【发明人】张永鸿, 朱贵德, 孙震, 樊勇, 曾凡乐
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月12日