第三章微波遥感器.ppt
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《微波遥感》课件
微波遥感与其他遥感的融合技术
微波遥感与其他遥感的融合技术是指将微波遥感与其他类 型的遥感技术（如光学遥感、红外遥感等）进行有机结合 ，充分发挥各自的优势，实现更高效的遥感探测。
总结词：通过将微波遥感与其他遥感技术进行融合，可以 充分发挥各自的优势，提高遥感数据的获取和处理效率， 为各领域的实际应用提供更全面的技术支持。
军事侦察
利用微波遥感的高分辨率特性 ，获取地面目标的位置、类型 等信息，为军事决策提供重要
情报。
微波遥感的发展历程
20世纪50年代
微波遥感的初步探索阶段，主要利用雷达技术进行简单的地表探测。
20世纪70年代
随着卫星技术的发展，微波遥感开始应用于全球环境监测和资源调查 。
20世纪90年代
随着高分辨率雷达卫星的出现，微波遥感在军事侦察和城市规划等领 域得到广泛应用。
传感器类型
02
03
数据处理与传输
卫星微波遥感系统搭载的传感器 类型多样，包括辐射计、散射计 、高度计等。
卫星接收到的微波数据需要经过 预处理、校正、反演等环节，最 终传输至地面接收站。
机载微波遥感系统
飞行平台
01
机载微波遥感系统搭载的飞行平台包括固定翼飞机、直升机等
，具有灵活的飞行能力。
传感器布局
微波的吸收和反射
不同物质对微波的吸收和反射特性不同，这为遥感提 供了丰富的信息。
微波遥感的工作原理
发射信号
微波发射器向目标发射信号 。
接收信号
接收器接收到目标反射或散 射的信号。
处理信号
通过处理接收到的信号，提 取有关目标的信息，如距离 、速度、方向等。
微波遥感的主要技术
雷达遥感
01
微波遥感PPT
③ 中国海洋卫星计划
由于微波遥感的在我国兴起时间较晚，目前为止针对海洋微 波遥感探测的卫星只有两颗，即海洋一号（HY—1）和海洋二 号（HY—2）[14]。而且专门针对海水盐度监测的卫星及传感 器依然是空白。但随着我国开始逐步重视海洋战略，这个领域 的科学研究也受到越来越多关注
三、海水盐度在遥感中的反演算法及影响因素
●SMOS卫星海水盐度遥感反演算法
其中S为海表盐度，TBV，sur和TBH，sur分别为垂直极化和水 平极化方向的海表面发射，ts为海表温度（℃），W为海表面风速 （m/s），θi为入射角，系数s是θi和ts的功能函数。
● SAC－D卫星海水盐度遥感反演算法
该卫星上最重要的科学探测仪器就是美国研制的“宝瓶座”。它 由被动式的Ｌ频段推扫式微波辐射计和主动式的Ｌ频段散射计组成， 具有辐射分辨率更高、精度与稳定性更好的优点。前者用于测量海洋 表面的微波辐射亮温，工作频率为1.413GHz；后者用于测量海洋表 面的后向散射，工作频率为1.26GHz，也可测量海面粗糙度，对辐射 亮温数据进行修正
② SMOS卫星 SMOS卫星基于独特的被动微波干涉成像技术，能够观测大气
与海洋、陆地之间的水汽循环，将在观测全球气候变化领域起到 关键作用。SMOS卫星唯一的载荷“基于孔径综合技术的微波成 像仪（MIRAS）”是全球第一台采用该技术的星载微波遥感器。 SMOS卫星的任务目的是应用Ｌ波段的微波辐射计，观测两个从 未通过卫星测量的关键参数：土壤湿度和海水盐度。在卫星运转 期间，将提供分辨率为200×200km的10~30d平均的全球大洋盐 度数据，精度预计达到0.1psu模型 （2）直接发射率模型 （3）半经验半理论模型
四、海洋遥感卫星及传感器介绍
① Aquarius/SAC－D卫星计划
由于微波遥感的在我国兴起时间较晚，目前为止针对海洋微 波遥感探测的卫星只有两颗，即海洋一号（HY—1）和海洋二 号（HY—2）[14]。而且专门针对海水盐度监测的卫星及传感 器依然是空白。但随着我国开始逐步重视海洋战略，这个领域 的科学研究也受到越来越多关注
三、海水盐度在遥感中的反演算法及影响因素
●SMOS卫星海水盐度遥感反演算法
其中S为海表盐度，TBV，sur和TBH，sur分别为垂直极化和水 平极化方向的海表面发射，ts为海表温度（℃），W为海表面风速 （m/s），θi为入射角，系数s是θi和ts的功能函数。
● SAC－D卫星海水盐度遥感反演算法
该卫星上最重要的科学探测仪器就是美国研制的“宝瓶座”。它 由被动式的Ｌ频段推扫式微波辐射计和主动式的Ｌ频段散射计组成， 具有辐射分辨率更高、精度与稳定性更好的优点。前者用于测量海洋 表面的微波辐射亮温，工作频率为1.413GHz；后者用于测量海洋表 面的后向散射，工作频率为1.26GHz，也可测量海面粗糙度，对辐射 亮温数据进行修正
② SMOS卫星 SMOS卫星基于独特的被动微波干涉成像技术，能够观测大气
与海洋、陆地之间的水汽循环，将在观测全球气候变化领域起到 关键作用。SMOS卫星唯一的载荷“基于孔径综合技术的微波成 像仪（MIRAS）”是全球第一台采用该技术的星载微波遥感器。 SMOS卫星的任务目的是应用Ｌ波段的微波辐射计，观测两个从 未通过卫星测量的关键参数：土壤湿度和海水盐度。在卫星运转 期间，将提供分辨率为200×200km的10~30d平均的全球大洋盐 度数据，精度预计达到0.1psu模型 （2）直接发射率模型 （3）半经验半理论模型
四、海洋遥感卫星及传感器介绍
① Aquarius/SAC－D卫星计划
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征
soybeans
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他：里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为：可见光传感器、红外传感器 和微波传感器，从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器，微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
（1）主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
（2）被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫 描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片：8~14μｍ。
热红外像片典型特征：热阴影；
高速运动热物体的“拖迹”；
（参见教材P144 ）
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点： (1) 投影方式：绝大部分采用中心投影方式成像； (2) 视觉感受：大部分为大中比例尺像片，像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨，从航空像片上可看到地物顶 （冠）的形态； (3) 阴影：本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2）况利下用，数波理统段计太方多法，，分选辨择率相关太性高小，、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵，，形方成差海大量，数信据息量，大反。而会“掩盖”地物
辐射特性，不利于快速探测和识别地物。
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他：里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为：可见光传感器、红外传感器 和微波传感器，从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器，微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
（1）主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
（2）被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫 描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片：8~14μｍ。
热红外像片典型特征：热阴影；
高速运动热物体的“拖迹”；
（参见教材P144 ）
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点： (1) 投影方式：绝大部分采用中心投影方式成像； (2) 视觉感受：大部分为大中比例尺像片，像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨，从航空像片上可看到地物顶 （冠）的形态； (3) 阴影：本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2）况利下用，数波理统段计太方多法，，分选辨择率相关太性高小，、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵，，形方成差海大量，数信据息量，大反。而会“掩盖”地物
辐射特性，不利于快速探测和识别地物。
湘教版高中地理必修三第三章第二节《遥感技术及其应用》课件(共58张PPT)
1 ．遥感技术在资源普查中的应用领域
❖ 勘探矿产资源，调
查生物资源、水资源等 是遥感技术在资源普查 中的重要应用领域。
应用领域
具体内容
备注
矿产 蕴藏矿产的地方有许多 人们只需要分析 是地质断裂或环形构造 遥感图像就可以
资源 带，较容易借助遥感技 划定蕴藏矿产的
术“发现”矿产
大致区域
生物 通过遥感图像解译 或图像处理技术，
❖ 本示意图形象地表达了遥感的工作过 程。从图中可以看出，在遥感平台上的传 感器，使用光学仪器或电子仪器，接收地 面物体反射或发射的电磁波信号，并以图 像胶片或数据磁带的形式记录下来，传送 到地面接收站，经过技术处理后，进行解 译与分析，最终服务于资源勘探、动态监 测和有关部门的规划决策等。
[背景知识]
近地遥感
距地面高度在几 十米以内的遥感
用于城市遥感、 海面污染监测、 森林火灾监测
等中、高分辨
率的遥感活动
[方法技巧 ] 遥感探测与传感器运载工 具飞行高度的关系
❖ 传感器运载工具的飞行高度对遥感探测 的范围、速度、周期、分辨率等影响很 大。一般说来，运载工具飞得越高，探 测的范围越大，获得资料的速度越快， 周期越短，对地物的分辨率越低；反之 亦然。需要注意的是，遥感对地物的分 辨率除与飞行高度有关外，还与传感器 的性能有关。
❖例 4 1987 年 8 月，我国返回卫
星上搭载水稻种子，返回后经地
面种植，培育出的水稻穗多粒大。
亩产达 600 kg ，最高达 750
kg ，蛋白质含量增加 8 ％一 20
% ，生长期平均缩短 10 天。水
稻的这种变异的来源是( ) D
A ．基因重组 B ．基因突变
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
❖ 勘探矿产资源，调
查生物资源、水资源等 是遥感技术在资源普查 中的重要应用领域。
应用领域
具体内容
备注
矿产 蕴藏矿产的地方有许多 人们只需要分析 是地质断裂或环形构造 遥感图像就可以
资源 带，较容易借助遥感技 划定蕴藏矿产的
术“发现”矿产
大致区域
生物 通过遥感图像解译 或图像处理技术，
❖ 本示意图形象地表达了遥感的工作过 程。从图中可以看出，在遥感平台上的传 感器，使用光学仪器或电子仪器，接收地 面物体反射或发射的电磁波信号，并以图 像胶片或数据磁带的形式记录下来，传送 到地面接收站，经过技术处理后，进行解 译与分析，最终服务于资源勘探、动态监 测和有关部门的规划决策等。
[背景知识]
近地遥感
距地面高度在几 十米以内的遥感
用于城市遥感、 海面污染监测、 森林火灾监测
等中、高分辨
率的遥感活动
[方法技巧 ] 遥感探测与传感器运载工 具飞行高度的关系
❖ 传感器运载工具的飞行高度对遥感探测 的范围、速度、周期、分辨率等影响很 大。一般说来，运载工具飞得越高，探 测的范围越大，获得资料的速度越快， 周期越短，对地物的分辨率越低；反之 亦然。需要注意的是，遥感对地物的分 辨率除与飞行高度有关外，还与传感器 的性能有关。
❖例 4 1987 年 8 月，我国返回卫
星上搭载水稻种子，返回后经地
面种植，培育出的水稻穗多粒大。
亩产达 600 kg ，最高达 750
kg ，蛋白质含量增加 8 ％一 20
% ，生长期平均缩短 10 天。水
稻的这种变异的来源是( ) D
A ．基因重组 B ．基因突变
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
第三章遥感成像原理与遥感图像特征1235节PPT课件
卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星。 在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一
地方时同一方向通过。
18
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
19
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。
升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
当0<i<90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向 卫星”；
当90<i<180时，叫“反方向卫星”，即卫星运动与地球自转方向相 反；
当i=90时，卫星绕过两极运行，叫“极轨”或“两极”卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。
16
3.1.3 卫星轨道及特点
• 近圆形轨道 • 近极地轨道 • 太阳同步轨道 • 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
14
（4）椭圆半长轴（A） 近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。 它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫星
分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左率（e）
椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示轨 道的形状。 （6）卫星过近地点时刻（T）
地方时同一方向通过。
18
赤道
太阳同步卫星，轨道近似穿越极地， 通过地球上同一点上空的时间一致。
19
二、地球静止卫星轨道
（Geosynchronous satellite orbit ） 卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的 轨道称为地球同步卫星轨道（简称同步轨道）。
升高时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
当0<i<90时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向 卫星”；
当90<i<180时，叫“反方向卫星”，即卫星运动与地球自转方向相 反；
当i=90时，卫星绕过两极运行，叫“极轨”或“两极”卫星； 当i=0或180时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”。
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3.1.3 卫星轨道及特点
• 近圆形轨道 • 近极地轨道 • 太阳同步轨道 • 可重复轨道
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球 同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕 地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈， 不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包 括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所 遥感的面积可达几万平方千米。
14
（4）椭圆半长轴（A） 近地点和远地点连线的一半，它标志卫星轨道的大小。 它确定了卫星距地面的高度，按照卫星高度的不同又将卫星
分为低轨卫星（150—300公里）、中轨卫星（约1000公里左率（e）
椭圆轨道两个焦点间距离之半与半长轴的比值，用以表示轨 道的形状。 （6）卫星过近地点时刻（T）
《微波遥感》PPT课件
应用范围
微波被动遥感对于水特别敏感，因此在区域 和全球性水圈遥感中起着十分重要的关键作用。
比如，探测大气温度、水汽廓线，大气降雨、 大气可降水量、云中液态水含量；反演海面风 场(风速、风向)、台风、海冰的监侧；获取陆 地面温度、土壤湿度、积雪深度与水当量、干 旱、洪涝、沙漠，陆地水文与地理环境、植被 生物量、农作物生长评估及其在空间尺度上的 分布与时间尺度上变化等。
1.1.1 微波遥感的学科地位、优越性
微波在电磁波谱中的位置-长波端
1）波长范围
微波遥感载波波长1-1000mm
微波的频谱与能量谱(1焦耳=107 耳格)(MKS制-CGS制)
2）波段划分
微波波段
毫米波 厘米波 分米波
Ka K,Ku,X,C,S
S,L,P
3）微波波段名称与相对频率、波长
X
C
S
2）全天时工作Day/night capabilities
雷达是有源传感器（自己提供照射）并不依赖于日光。
在汶川地震遥感监测中，高分辨率SAR发挥了重要作用。 在5月13日至5月15日，灾区一直是阴雨天，光学遥感（卫星和航
空）都无法得到图像，通讯也基本中断，5月13日日本方面ALOS PALSAR首先获得ScanSAR模式的图像，但是分辨率为100米，无法 应用；意大利的COSMO SkyMed首先得到都江堰3米和1米分辨率的 SAR图像；5月14日我国的遥感1号得到分辨率为5米的灾区SAR图 像。 5月底直升飞机失事，在找寻飞机残骸的过程中，P波段和L波段的 雷达也发挥了重要的作用。
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参考书目：
微波遥感图像特征ppt课件
介电常数比较高的物体（金属，含水量高的物体），
穿透力弱。
精选编辑ppt
8
热带雨林地区的地貌特征
SIR-C 卫星获得的SAR-L(精合选编成辑p孔pt 径雷达)影像
9
微波对松散的沙土有一定的穿透能力，波长越长， 穿透能力越强；地物湿度越小，穿透越深。
100
沙土
10
沃土
粘土
1.0
穿透深度(m)
0.1
4
一.微波遥感的特点
特点： 1.能全天候、全天时工作 2.对某些地物具有特殊的波谱特征 3.对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力 4.对海洋遥感具有特殊意义 5.分辨率较低，但特性明显
精选编辑ppt
5
一.微波遥感的特点
1.可以全天候全天时工作。微波的波长较可见可 和红外线大,几乎不受云雾的散射影响。
(30-100 cm) Previous (15-30 cm) Long (7.5-15 cm) Short (3.75-7.5 cm) Compromise (2.42-3.75 cm)
(1.67-2.42 cm) K－under频率 (1.13-1.67 cm) Kurtz
(0.75-1.13 cm) K－above
精选编辑ppt
17
二.微波遥感方式和传感器
雷达一般结构：
精选编辑ppt
18
二.微波遥感方式和传感器
雷达测距：电磁波在空间中的传播速度c是一定的,当雷达 在时间t1发射出一个窄脉冲,被目标反射后,在时间t2返回, 则目标地物的距离为:
R=(t2-t1)*c/2
精选编辑ppt
19
二.微波遥感方式和传感器
1.3GHz
4.0GHz
第三章微波遥感
雷达波束与竖直方 向所夹的入射角 发射雷达脉冲投影 到海表面的长度
从卫星到观测 区域的距离
合成孔径雷达的方位分辨率：
卫星在整个采样时间 内移动的距离
2
合成孔径雷达平台的要求： 平台的姿态及速度要非常稳定。
重点：1、分析微波和热红外辐射的异同。 2、微波遥感的优点和不足。 3、微波与大气的作用有什么规律？这些规律 对微波波段遥感有哪些重要意义？ 4、名词解释：天线增益、有效孔径、辐射方 向图。
重点： 1、写出雷达方程并说明雷达方程提供了哪些信
息？
2、说明合成孔径雷达的工作过程。
3、名词解释：多普勒频率、雷达的距离分辨率、 方位分辨率
应用：广泛用于微波辐射计、高度计、散射计等。
相控阵天线
由多个单元天线组合构成，分为线性阵列、平面 阵列、曲面阵列。
相控阵天线主要应用：合成孔径雷达。
相控阵天线的优点： （1）适用于多目标、多方向监测 ； （2）功能多，机动性强； （3）反应时间短、数据率高； （4）抗干扰能力强；可靠性高
不存在！！
各向同性天线： 在各方向上辐射的能量相同的天线。
天线增益：
天线增益表示为某一天线与标准天线都得到同样功 率时在同一方向上的功率密度之比。是描述一副天线将 能量聚集于一个窄的角度范围(方向性波束)的能力的一 个量。
方向性增益： 也常称做方向性系数，指最大辐射强度(每立体 弧度内的瓦数)与平均辐射强度之比。就是指实际的 最大辐射功率密度比辐射功率为各向同性分布时的 功率密度强的倍数。
波的干涉
1.波的干涉现象
频率相同、振动方向相同、有恒定的相位差的两列 波（或多列波）相遇时，在介质中某些位置的点振 幅始终最大，另一些位置振幅始终最小，而其它位 置，振动的强弱介乎二者之间，保持不变。称这种 稳定的叠加图样为干涉现象。
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9
西安电子科技大学 理学院
a是辐射计常数，与辐射计类型有关，通常取1-3,Tsys是系 统的噪声温度，BRf是输入的射频噪声带宽，由中放带宽决定； τi是积分器的有效积分时间。
厘米波段辐射计的温度分辨率一般为0.1K，毫米波段要差 一个数量级
大作业（三）常用微波辐射计简介。（查阅目前为止，具 有的微波辐射计类型，针对其中一种或几种较为详细的描述）
全功率辐射计、Dicke比较型辐射计、Graham辐射计、噪 声相加型辐射计、相关辐射计等。
10
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二、微波辐射计的校准（或者称为定标）
建立接收机输出指示器(如电压、电流、极化等)与辐射计 输入噪声温度之间的关系，由测量输出指示与校准源噪声温度 之间的函数关系来实现。输出指示器与Tcai之间的关系所得的 结果，为建立接收机输出与天线温度T‘A之间的关系提供了所必 要的标定因子。（接收机校准）
1、接收机校准 大多数辐射计的接收机都是线性感应系统，其输出指示
Iout直接与天线温度T‘A成比例
只要对T‘A的两个已知值分别测出Iout，，就可确定上式中 的常数a和b。
已经采用的校准噪声源有三种。第一种是其温度保持在
已知恒定值的匹配负载(电阻器)。第二种是已知其发射率的
高吸收无反射材料。这些材料可构成其发射率接近于1的无
2、微波辐射计的接收机功率
微波幅射计实际上是一台工作在微波波段内的宽频带噪声接 收机。它由天线、微波宽带接收机、数据记录或储存装置等部 分组成。第一台实用的微波辐射计是Dicke在1946年首先制成的， 称为Dicke型接收机。至今，所有的各种微波辐射计，基本上都 是Dicke型接收机的不同改型。
辐射计系统的等效输入噪声功率Psys是由天线发送的噪声功率 P’A和传输线－接收机组合的等效输入噪声功率PREC两部分。
建立T‘A与被观测区域的辐射特性之间的关系即天线校准。 T‘A包括二部分：(1)天线主瓣接收到的能量，这是所需要的量； (2)从天线主瓣以外的方向接收到的能量(旁瓣的贡献)，(3)天 线结构本身发射的热能。要分解出它们对T‘A的影响成分（由 标准的测定方法测定），天线辐射效率决定(3)。
11
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微波幅射计存在着本身固有的缺点：(1)目标所发射的电磁 波是非相干的和不可控制的(2)所接收的目标信号极其微弱， 一般在10-9-10-20(W/m2)量级，典型值为10-12(W/m2) 。这样的 功率甚至比接收机的本机噪声还小几个数量级，很难用一般方 法接收。
2、微波辐射计的结构及接收机功率
4
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反射空腔。第三种是冷校准源，即外层空间，它只适用于星
载辐射计系统的校准。当天线对准宇宙空间时，它所观测的
亮温是2．7K。
12
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以上讨论是假定辐射计前端所有的每一个射频元件和传输线 部是理想匹配，也就是说，不存在因阻抗失配引起的反射。 实际上，不存在任何反射是不可能的，只能通过阻抗匹配技 术使阻抗失配引起的反射达到最小。所以，实际定标过程中 要进一步讨论阻抗失配对辐射计测量准确度的影响。
TA是无耗天线 观测区域的天 线辐射温度
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B为系统带宽，通常是中频放大器的有效带宽。 如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络，则等
效输入噪声温度为
L为传输线的损耗因子，Tp为传输线的实际温度，TREc为接 收机的等效输入噪声温度。
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如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络，则等 效输入噪声温度为 L为传输线的损耗因子，Tp为传输线的实际温度，TREc为接收 机的等效输入噪声温度。
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阻抗失配的影响可以通过下列步骤来计算：
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1、微波辐射计优、缺点 由于本身无发射信号所以 (1)极不容易被发现，保密性好
(2)功耗和体积都很小 (3)由于单程接收，灵敏度依赖于R2而 不是R4可大大提高作用距离。
3
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1、微波辐射计优、缺点 由于本身无发射信号所以 (1)极不容易被发现，保密性好
(2)功耗和体积都很小 (3)由于单程接收，灵敏度依赖于R2而 不是R4可大大提高作用距离。
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§3.1 微波辐射计
一、微波辐射计概述
用来接收和记录物体的微波幅射能的仪器，称为微波辐射 计。它的功能就是测量天线的噪声温度，可以代表天线传递 给接收机的功率。
微波辐射计本身不发射微波能量，只是被动地接收由被测物 体及其周围环境辐射的微波随机噪声。因此，它仅仅依赖于目 标的自然辐射。E:\F盘备份后\科研\微波辐射计
及微波遥感器的发展方向。
第四章
பைடு நூலகம்
微波遥感的应 用
23
陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。
第五章
课程及大作业 评议、讨论
2
纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及课堂 情况考核。
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第3章 微波遥感器
※ 微波辐射计 ※ 雷达高度计 ※ 微波散射计 ※ 侧视雷达、全息雷达等
用真心和激情去演绎人生，用真情去拥抱生 活，认认真真在“探索与学习”中走过人生中 的每一步，在“探索与学习”中不断发现自我、 改变自我、超越自我！
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章序
讲授题目
学 时
主要内容
第一章
绪论
3
方法分享、遥感的基本概念概念、研究内容、微波 遥感的优越性及其应用等。
第二章
微波遥感的基 本原理
8
电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、 微波遥感的技术基础。
第三章
微波遥感器（微波辐射计、雷达(高度计)、微波 微波遥感器 10 散射计、俯视雷达、微波全息雷达简介）介绍、了解
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3、微波辐射计空间分辨率、温度分辨率 在工作高度一定时（相对位置）时空间分辨率为
k是与天线类型有关的常数，其值在0.88至2之间，一般取 k＝1.3,λ是工作波长，D是天线的有效孔径：R是观测距离。
温度分辨率指对两个不同辐射源的亮度温度的分辨能力，有 时也叫做热分辨率或可检最小温度差。它是辐射计灵敏度的一 种度量。
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a是辐射计常数，与辐射计类型有关，通常取1-3,Tsys是系 统的噪声温度，BRf是输入的射频噪声带宽，由中放带宽决定； τi是积分器的有效积分时间。
厘米波段辐射计的温度分辨率一般为0.1K，毫米波段要差 一个数量级
大作业（三）常用微波辐射计简介。（查阅目前为止，具 有的微波辐射计类型，针对其中一种或几种较为详细的描述）
全功率辐射计、Dicke比较型辐射计、Graham辐射计、噪 声相加型辐射计、相关辐射计等。
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二、微波辐射计的校准（或者称为定标）
建立接收机输出指示器(如电压、电流、极化等)与辐射计 输入噪声温度之间的关系，由测量输出指示与校准源噪声温度 之间的函数关系来实现。输出指示器与Tcai之间的关系所得的 结果，为建立接收机输出与天线温度T‘A之间的关系提供了所必 要的标定因子。（接收机校准）
1、接收机校准 大多数辐射计的接收机都是线性感应系统，其输出指示
Iout直接与天线温度T‘A成比例
只要对T‘A的两个已知值分别测出Iout，，就可确定上式中 的常数a和b。
已经采用的校准噪声源有三种。第一种是其温度保持在
已知恒定值的匹配负载(电阻器)。第二种是已知其发射率的
高吸收无反射材料。这些材料可构成其发射率接近于1的无
2、微波辐射计的接收机功率
微波幅射计实际上是一台工作在微波波段内的宽频带噪声接 收机。它由天线、微波宽带接收机、数据记录或储存装置等部 分组成。第一台实用的微波辐射计是Dicke在1946年首先制成的， 称为Dicke型接收机。至今，所有的各种微波辐射计，基本上都 是Dicke型接收机的不同改型。
辐射计系统的等效输入噪声功率Psys是由天线发送的噪声功率 P’A和传输线－接收机组合的等效输入噪声功率PREC两部分。
建立T‘A与被观测区域的辐射特性之间的关系即天线校准。 T‘A包括二部分：(1)天线主瓣接收到的能量，这是所需要的量； (2)从天线主瓣以外的方向接收到的能量(旁瓣的贡献)，(3)天 线结构本身发射的热能。要分解出它们对T‘A的影响成分（由 标准的测定方法测定），天线辐射效率决定(3)。
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微波幅射计存在着本身固有的缺点：(1)目标所发射的电磁 波是非相干的和不可控制的(2)所接收的目标信号极其微弱， 一般在10-9-10-20(W/m2)量级，典型值为10-12(W/m2) 。这样的 功率甚至比接收机的本机噪声还小几个数量级，很难用一般方 法接收。
2、微波辐射计的结构及接收机功率
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反射空腔。第三种是冷校准源，即外层空间，它只适用于星
载辐射计系统的校准。当天线对准宇宙空间时，它所观测的
亮温是2．7K。
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以上讨论是假定辐射计前端所有的每一个射频元件和传输线 部是理想匹配，也就是说，不存在因阻抗失配引起的反射。 实际上，不存在任何反射是不可能的，只能通过阻抗匹配技 术使阻抗失配引起的反射达到最小。所以，实际定标过程中 要进一步讨论阻抗失配对辐射计测量准确度的影响。
TA是无耗天线 观测区域的天 线辐射温度
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B为系统带宽，通常是中频放大器的有效带宽。 如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络，则等
效输入噪声温度为
L为传输线的损耗因子，Tp为传输线的实际温度，TREc为接 收机的等效输入噪声温度。
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如果把传输线和接收机组合看成一个二级噪声网络，则等 效输入噪声温度为 L为传输线的损耗因子，Tp为传输线的实际温度，TREc为接收 机的等效输入噪声温度。
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阻抗失配的影响可以通过下列步骤来计算：
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1、微波辐射计优、缺点 由于本身无发射信号所以 (1)极不容易被发现，保密性好
(2)功耗和体积都很小 (3)由于单程接收，灵敏度依赖于R2而 不是R4可大大提高作用距离。
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1、微波辐射计优、缺点 由于本身无发射信号所以 (1)极不容易被发现，保密性好
(2)功耗和体积都很小 (3)由于单程接收，灵敏度依赖于R2而 不是R4可大大提高作用距离。
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§3.1 微波辐射计
一、微波辐射计概述
用来接收和记录物体的微波幅射能的仪器，称为微波辐射 计。它的功能就是测量天线的噪声温度，可以代表天线传递 给接收机的功率。
微波辐射计本身不发射微波能量，只是被动地接收由被测物 体及其周围环境辐射的微波随机噪声。因此，它仅仅依赖于目 标的自然辐射。E:\F盘备份后\科研\微波辐射计
及微波遥感器的发展方向。
第四章
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微波遥感的应 用
23
陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。
第五章
课程及大作业 评议、讨论
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纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及课堂 情况考核。
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第3章 微波遥感器
※ 微波辐射计 ※ 雷达高度计 ※ 微波散射计 ※ 侧视雷达、全息雷达等
用真心和激情去演绎人生，用真情去拥抱生 活，认认真真在“探索与学习”中走过人生中 的每一步，在“探索与学习”中不断发现自我、 改变自我、超越自我！
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第一章
绪论
3
方法分享、遥感的基本概念概念、研究内容、微波 遥感的优越性及其应用等。
第二章
微波遥感的基 本原理
8
电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、 微波遥感的技术基础。
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3、微波辐射计空间分辨率、温度分辨率 在工作高度一定时（相对位置）时空间分辨率为
k是与天线类型有关的常数，其值在0.88至2之间，一般取 k＝1.3,λ是工作波长，D是天线的有效孔径：R是观测距离。
温度分辨率指对两个不同辐射源的亮度温度的分辨能力，有 时也叫做热分辨率或可检最小温度差。它是辐射计灵敏度的一 种度量。