题目：微波辐射计定标器的仿真分析

本论文主要研究风云三号卫星星载微波辐射计天线定标系统的精度。微波辐射计是用于测量物体微波辐射能量的设备，是被动微波遥感的主要工具，它主要由天线系统、高灵敏度接收机和数据处理系统三部分组成。微波辐射计定标，就是精确地构造出接收机的输出电压与定标源温度的量值关系。理想的定标条件下，微波辐射计天线紧贴定标源，微波辐射计天线的视在温度也就等于定标源的辐射亮温。而在实际的定标过程中，由于受各种条件的制约，辐射计天线与定标源之间存在一定的距离，为了屏蔽来自外界环境的干扰，通常在定标源和辐射计天线之间放置一个金属罩体，这样使得辐射计天线的视在温度与定标源的辐射亮温之间存在着误差。精确地考察金属罩体带来的误差对于提高辐射计的定标精度具有极为重要的理论和实际意义。由于黑体辐射的随机性，仿真中很难应用全波的方法来完成。本文提出了射线追踪的方法，即将黑体随机辐射出的非相干电磁波等效成一系列的射线，这些射线经过罩体的反射后由天线口面的惠更斯单元所接收，每次反射都会给射线传输带来额外温度，这是由罩体上温度的梯度分布所引起的。然后通过将射线的传输温度与惠更斯元的方向系数进行相干叠加即实现了由黑体的非相干辐射至惠更斯元的相干接收的过程。最后，将惠更斯元的温度与天线的口面场进行相干叠加即最终实现了天线的相干接收。在建模计算的过程中，首先基于辐射传输理论建立该定标系统的理论模型。接着应用天线惠更斯原理，金属反射系数的计算，几何路径的推导，向量的计算等。同时，本文仿真了加不加罩体的两种情况。结果显示，不同形状的定标器对微波辐射计天线的定标精度有着不同程度的影响。同时，加不加罩体对定标精度的影响较小，误差可忽略不计。