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微信換臉盛鉑科技助力風云系列衛(wèi)星
這幾天朋友圈里大家都被一則關于微信的新聞刷了屏，就是騰訊微信啟動頁***變臉，由之前沿用了6年的美國衛(wèi)星拍攝的“藍色彈珠”替換成由中國“風云四號”拍攝的地球圖景。***盛鉑科技也來蹭蹭熱點，因為在我國發(fā)射的“風云系列”氣象衛(wèi)星的背后盛鉑科技也出了不少力,尤其和大家在微信啟動畫面中看到的高清地球圖景有關哦！
左邊，美國的；右邊，中國的！
關于氣象衛(wèi)星成像：
我們在微信啟動畫面看到地球圖景可不是拿著個***相機就能拍攝出來這么簡單，它的背后可隱藏很多高科技哦！通常衛(wèi)星成像采用了光學、紅外和微波成像技術的結合，整個系統(tǒng)非常復雜。我國風云四號衛(wèi)星上裝載了我國研制的干涉式大氣垂直探測儀，該探測儀與多通道掃描成像輻射計裝載于同一顆衛(wèi)星，實現(xiàn)了成像觀測和大氣垂直探測相結合的綜合觀測。同時，該衛(wèi)星還裝載了我國***研制的閃電成像儀，實現(xiàn)了區(qū)域閃電探測功能，是一位閃電獵手！
氣象衛(wèi)星成像的挑戰(zhàn)：
風云系列衛(wèi)星都搭載有全功率的微波輻射計，用于對各種地表、海表、大氣等目標要素進行微波成像。由于微波輻射計屬于被動掃描成像，因此需要對每條掃描線進行定標。在軌運行時主要通過星上熱源觀測黑體和冷空反射鏡觀測外空兩點定標的方法實現(xiàn)。但是，星上黑體常常受到外空環(huán)境影響，使黑體溫度梯度過大，影響道定標精度。所以，輻射計定標的另外一個重要手段就是在地面利用穩(wěn)定的具有相同或相似頻段的噪聲源進行定標。
微波成像儀（微波輻射計）定標的理論分析：
微波成像儀屬于被動式接收機。其熱噪聲具有平穩(wěn)性和遍歷性的隨機過程，具有正態(tài)（高斯）概率分布和均勻功率譜，正態(tài)概率密度為
式中a為均值
δ_n^2為方差
具有均勻功率譜的噪聲成為白噪聲，其譜密度在全頻率域上是常數(shù)，實際噪聲只在正頻率范圍內(nèi)分布，故其單邊譜密度為
其中K為波爾茲曼常數(shù)，
為接收機的等效噪聲溫度（***溫度）
常溫下，當
由于噪聲譜密度在全部頻率域上為常數(shù)，則噪聲功率無窮大，顯然不可能。而實際設備帶寬有限，故可假定輸入端為帶限白噪聲。帶限白噪聲的定義為，在一定頻帶內(nèi)譜密度均勻，而在此頻帶外為0的噪聲。設單邊帶帶寬為B，則噪聲功率為
這是在匹配狀態(tài)下由噪聲源提供給負載的功率。
盛鉑科技微波輻射計定標解決方案：
系統(tǒng)概述：
盛鉑科技NBS系列的標準校準系統(tǒng)是基于基本物理常量的熱噪聲和黑體輻射,在極低的噪聲系數(shù)（噪聲溫度）條件下來提供精度極高的測量數(shù)據(jù)。NBS使用極為簡單，是一種理想的噪聲源校準，輻射儀測試和驗證，以及低噪聲放大器測試設備。黑體作為一個熱源，當接觸液態(tài)氮導致液氮蒸發(fā)，產(chǎn)生大量的氮氣。通過一個毫米波喇叭天線對照黑體，天線的噪聲溫度其實也就是黑體的溫度。NBS的物理系統(tǒng)使用液態(tài)氮的沸點來準確定義黑體溫度和NBS的噪聲溫度。
NBS并不需要每年一次的頻率校準，因為它本身就是一個主要的噪聲寬帶標準。
系統(tǒng)特點：
1）18 GHz - 325 GHz頻率范圍
2）可更換的頻帶（只需要增加很少的費用）
3）低壓液氮自動填充
4）控制器可顯示噪聲溫度和精度
5）可選臨時負載和開關
經(jīng)過波導喇叭與已知的插入損耗對應一個部分浸入在低溫液體氮的黑體。這種結構的好處是可以獲得更好的精度、降低噪聲溫度和改進的可重復性。
這種喇叭的插入損耗通常比在液氮中的傳統(tǒng)波導終端要小。較低的插入損耗也提供了一個需要的比較低的有效噪聲溫度。反過來, 由于較低的損失和事實上喇叭還處于室溫中，這個準確度能夠提到2-3倍。收到熱噪聲來自于液氮所吸收的微波輻射，從而***與任何溫度梯度相關的不確定性。反射損失是在室溫環(huán)境下產(chǎn)生的，因此與開關和室溫終端的集成也會更簡單些。
NBS的設計思路是蒸發(fā)液氮里的空氣、水分蒸汽和微波腔體外的二氧化碳。這種自動氮清洗的設計***了潛在的危險和節(jié)省了昂貴的氦設備的費用。
系統(tǒng)組成：
NBS系統(tǒng)結構圖如下圖所示：
如上圖所示，系統(tǒng)可詳細分解為如下幾個部分
詳情可見：http://www.samplesci.com/news/s-1035-8.html
方案總結：
NBS系列低溫噪聲源標準在測量極低的噪聲系數(shù)（噪聲溫度）時，它能夠提供相當高的精度。對于噪聲源校準、輻射計測試和檢驗，以及低噪聲放大器測試，簡單易用的NBS系列是理想的解決辦法。
功能和優(yōu)點：
? 可擴展的頻率范圍從18到325 GHz
? 精度提高2-3倍
? 自動氮氣吹掃功能，省去了氦氣加壓設備
? 主要校準標準
? 輻射計參考源
? SATCOM地球站一致性驗證
應用：
? 噪聲溫度校準
? 噪聲源校準
? 輻射計參考源
? 低噪聲放大器（LNA）噪聲系數(shù)（NF）測量
? 天線系統(tǒng)有效輸入噪聲溫度測試
? 衛(wèi)星地球站一致性驗證
再悄悄透露一下，我國承擔“風云”系列氣象衛(wèi)星的載荷部分研制的航天某所正是采用盛鉑科技的NBS系列低溫噪聲源標準系統(tǒng)作為其微波輻射計的標校關鍵設備，所以我們才有了如此震撼的美圖。
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