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风云三号(D)气象卫星微波湿温度计系统建模和仿真

段永强 王振占 张升伟

引用本文: 段永强, 王振占, 张升伟. 风云三号(D)气象卫星微波湿温度计系统建模和仿真[J]. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT190507 shu
Citation:  Yongqiang DUAN, Zhenzhan WANG, Shengwei ZHANG. Modeling and Simulating of Microwave Humidity and Temperature Sounder Onboard the FY-3(D) Satellite[J]. Journal of Electronics and Information Technology, doi: 10.11999/JEIT190507 shu

风云三号(D)气象卫星微波湿温度计系统建模和仿真

    作者简介: 段永强: 男,1993年生,博士生,研究方向为微波辐射计系统设计与仿真;
    王振占: 男,1969年生,研究员,研究方向为微波遥感新技术及应用技术研究;
    张升伟: 男,1964年生,研究员,研究方向为微波辐射计系统设计与应用
    通讯作者: 段永强,anlian310@163.com
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2018YFB0504900)

摘要: 针对风云三号卫星微波湿温度计,该文建立了全功率式微波辐射计系统的仿真模型,重点对热辐射噪声源、混频器、低噪放、滤波器与检波器等关键性器件进行了参数化建模。从信号处理的角度对全功率式微波辐射计的工作过程进行了模拟,并对仿真系统的输出功率、灵敏度和线性度进行评估与分析。通过与实际仪器的测试结果对比,验证了所提仿真模型的正确性。

English

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  • 图 1  全功率式微波辐射计系统框图

    图 2  MWHTS的89 GHz通道实测通道特性

    图 3  仿真系统功率谱密度

    图 4  检波器输出电压

    图 5  增益波动的频域和时域结果

    图 6  仿真系统线性度

    图 7  高低温源对应的输出电压

    表 1  MWHTS的89 GHz通道参数

    指标设计值实际值
    接收机噪声温度800 K600 K
    带宽1500 MHz1475.6 MHz
    灵敏度1.0 K0.38 K
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    表 2  各级功率输出与检波电压输出结果

    仿真功率(dBm)实际功率(dBm)
    3 K340 K3 K340 K
    滤波器–10.75–9.34–10.69–9.27
    仿真检波电压(mV)实际检波电压(mV)
    检波器20.2127.9220.0427.56
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    表 3  系统线性度仿真结果

    $\Delta G/G$(%)${T_{\rm in} }(K)$${V_{\rm C}}(mV)$${V_{\rm H}}(mV)$${V_{\rm out} }(mV)$$a$$b$${T_{\rm out} }(K)$$\Delta T(K)$
    0.024320.6327.5917.7530.17–532.463.10–0.10
    0.0578020.6527.6420.3230.04–530.3980.09–0.09
    0.05516020.6727.6422.9930.13–532.77159.900.10
    0.04224020.6327.5925.6030.17–532.46239.960.04
    0.03932020.7427.7428.4130.00–532.20320.10–0.10
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    表 4  辐射灵敏度结果对比

    积分时间(ms)理论值(K)仿真值(K)实测值(K)
    0.026.938.13
    20.690.76
    120.180.280.34
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图(7)表(4)
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  • 通讯作者:  段永强, anlian310@163.com
  • 收稿日期:  2019-06-18
  • 录用日期:  2020-03-09
  • 网络出版日期:  2020-04-11
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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