CN205067387U - 用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置。它包括微波发射机、散射计、微波防漏罩和地面平台，微波发射机的发射天线、散射计的接收天线和地面平台位于微波防漏罩内，地面平台上装有土壤或一定厚度的草地或水层或雪层或冰层。本实用新型中通过改变土壤含水率或地表粗糙度等参数或者换成其他地表类型，可测量得到不同的后向散射系数，之后可计算各种不同情况下的地表特征参数，并分析总结出各种地表类型的特征参数，为微波遥感精确分别确定地面类型提供依据。

Description

用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置

技术领域

本实用新型涉及微波遥感技术领域，尤其涉及一种用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置。

背景技术

微波遥感是指利用微波传感器分析地物发射或反射的微波辐射回波，经过解译分析来识别地物的技术。电磁波传输过程中与地物相互作用的机理可描述为：地物受电磁波照射，其表面或体内感应出变化的面电荷或体电荷，产生散射回波，电磁波受到地物介电的调制作用，使散射回波的性质有别于入射波。这种调制影响效应决定于目标物理结构和性质，不同地物对相同入射波具有不同的调制特性。这种调制作用使散射回波的频率、振幅、相位以及极化等参量发生变化。即散射回波中含有与地物直接相关的物理结构信息，入射波与散射回波在频率、幅度、相位以及极化特性上的差异，就成为获取地物散射特征及反演地表参数的重要依据。因为土壤含水量的不同使其表现出明显不同的介电特性，使散射系数明显依赖于土壤湿度，这是微波遥感测量反演土壤水分的物理基础。

但是目前散射系数(包括散射回波的频率、振幅、相位以及极化等参量)与地面特征参数的对应关系都是通过理论或依靠经验所得，即微波遥感卫星获取的散射系数对应的是某一区域的地面特征参数，区域地面特征参数往往存在不均匀性，且微波传输容易受到云层大气和其它遮挡物的影响，这种对应关系与实际往往存在较大误差，不利于高精度反演地表参数。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、使用方便的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置。本实用新型可以用于测定微波遥感各种类型地面的散射系数，以反演地面特征。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：包括微波发射机、散射计、微波防漏罩和地面平台，微波发射机的发射天线、散射计的接收天线和地面平台位于微波防漏罩内，地面平台上装有土壤或草地或水层或雪层或冰层。

上述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置中，所述的微波防漏罩罩体下方设有缺口，发射天线和接收天线的接线从缺口中穿过。

上述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置中，所述的微波防漏罩表面封闭有水层。

上述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置中，所述的地面平台包括地面支架和盒形容器，盒形容器中部通过轴承连接在地面支架上。

上述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置中，所述的地面支架上部有一网面，网面可沿支架上下移动，散射计的接收天线安装在网面上，可在网面上水平移动。

上述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置中，所述的发射天线通过轴承与地面平台上部相连。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型中通过改变盒形容器土壤含水率或地表粗糙度等参数或者换成其他地表类型，都可测量得到不同的后向散射系数，之后可计算各种不同情况下的地表特征参数集，并分析总结出各种地表类型的特征参与散射系数的对应关系，为微波遥感精确分别确定地面类型提供依据。另外，本实用新型完整呈现了微波遥感的过程和原理，便于学习和理解各种不同条件下地表后向散射系数变化的原因，因此也可用于相关专业的教学和实验。

附图说明

图1是用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置地面平台结构示意图。

图2是用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置整体结构示意图。

图中：1微波发射机；2散射计；3微波防漏罩；4地面平台；5微波发射机的发射天线；6散射计的接收天线；7地面支架；8盒形容器；9盒形容器中部轴承；10网面；11发射天线轴承；12水层；13缺口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

参见图1、2，本实用新型包括微波发射机1、散射计2、微波防漏罩3和地面平台4，微波发射机的发射天线5、散射计的接收天线6和地面平台4位于微波防漏罩内，地面平台4上装有土壤或一定厚度的草地或水层或雪层或冰层。

微波防漏罩3表面封闭有一定厚度的水层，罩体下方有若干缺口，微波发射机的发射天线5和散射计的接收天线6的接线从缺口中穿过。微波防漏罩3表面的水层吸收辐射至表面的表面，近似构成一个电磁场吸收边界。微波防漏罩3可用透明不吸波材料制成，以便随时观察内部设备的位置变化。

如图1所示，地面平台4包括地面支架7和盒形容器7，盒形容器7中部通过轴承9连接在地面支架7上，盒形容器8可绕该轴承9旋转，与地面形成一定夹角。地面支架7和盒形容器8均选用不吸波材料。盒形容器8内部乘装的物料可以更换，可以换成不同含水率或地表粗糙度的土壤或其他雪层冰层等，以测定不同地面类型散射系数。使盒形容器中物料表面与地面形成一定夹角目的是模拟实际地面不平坦的情况，以测得不同地面倾角时的散射系数。

地面支架7上部有一网面10，网面10可沿支架上下移动，散射计的接收天线5安装在网面上，可在网面10上水平移动。移动的接收天线6可分析各个不同方向接受的微波辐射参数与接收角度的关系，提供更丰富的实验数据。

微波发射机的发射天线5通过轴承与地面平台4上部相连，发射天线5可绕轴承旋转，改变发射天线5的发射方向。这是为了模拟实际情况中卫星发射天线与不同地面位置夹角是变化的，测得发射天线不同倾角时的地面散射系数

本实用新型中，微波发射机的输入信号是由数控板来控制微波的VCO产生线性调频散射系数信号，频率变化为三角波规律，发射机功率放大器将信号放大后，经过探测/校准散射系数开关与发射天线相连，发射微波的中心频率分别为10GHz、5.3GHz、3.1GHz和2GHz。

微波散射计原理与常规雷达基本相同。散射计依靠分析从接收天线接收的微波信号计算测量地物的地散射系数表面积(或体积)的散射或反射特性，散射计基于有源雷达的工作原理，但主要散射系数输出量为目标雷达截面积，位置作为必要的辅助信息输出。可见散射计是定量化散射系数的测试设备，存在着测量精确度和准确度两个概念，因而其体制、设计方法、和散射系数测量方法与普通雷达有明显区别。

后向散射系数是地物目标后向散射特性的表征形式，其后向散射系数σ主要受雷达系统参数和地表特征参数两部分的影响，可用下式描述：

σ＝f(λ，θ，p)·g(ε，Z)

式中：系统参数集f包括波长λ、入射角θ、极化方式p等，地表特征参数集g包括复介电常数ε(与地表类型和含水率或地表粗糙度有关)、表面粗糙度Z等。影响后向散射的雷达系统参数集f由所选系统设备所确定，后向散射系数σ与地表特征参数集g则存在一一对应关系。其中后向散射系数σ是可以通过雷达系统测定，之后地表特征参数集g可以计算出来。改变土壤含水率或地表粗糙度等参数或者换成其他地表类型，都可测量得到不同的后向散射系数σ，之后同样计算各种不同情况下的地表特征参数集g，并分析总结出各种地表类型的特征参数与散射系数的对应关系，为微波遥感精确分别和确定地面类型提供依据。

Claims (6)

1.一种用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：包括微波发射机、散射计、微波防漏罩和地面平台，微波发射机的发射天线、散射计的接收天线和地面平台位于微波防漏罩内，地面平台上装有土壤或草地或水层或雪层或冰层。

2.根据权利要求1中所述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：微波防漏罩罩体下方设有缺口，发射天线和接收天线的接线从缺口中穿过。

3.根据权利要求1中所述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：地面平台包括地面支架和盒形容器，盒形容器中部通过轴承连接在地面支架上。

4.根据权利要求3中所述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：地面支架上部有一网面，网面可沿支架上下移动，散射计的接收天线安装在网面上，可在网面上水平移动。

5.根据权利要求3中所述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：发射天线通过轴承与地面平台上部相连。

6.根据权利要求1所述的用于测定微波遥感地面散射系数的实验装置，其特征是：所述的微波防漏罩表面封闭有水层。