這幾天朋友圈里大家都被一則關(guān)于微信的新聞刷了屏，就是騰訊微信啟動(dòng)頁(yè)***變臉，由之前沿用了6年的美國(guó)衛(wèi)星拍攝的“藍(lán)色彈珠”替換成由中國(guó)“風(fēng)云四號(hào)”拍攝的地球圖景。***盛鉑科技也來(lái)蹭蹭熱點(diǎn)，因?yàn)樵谖覈?guó)發(fā)射的“風(fēng)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(dòng)畫面中看到的高清地球圖景有關(guān)哦！

左邊，美國(guó)的；右邊，中國(guó)的！

關(guān)于氣象衛(wèi)星成像：

       我們?cè)谖⑿艈?dòng)畫面看到地球圖景可不是拿著個(gè)***相機(jī)就能拍攝出來(lái)這么簡(jiǎn)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(xué)、紅外和微波成像技術(shù)的結(jié)合，整個(gè)系統(tǒng)非常復(fù)雜。我國(guó)風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星上裝載了我國(guó)研制的干涉式大氣垂直探測(cè)儀，該探測(cè)儀與多通道掃描成像輻射計(jì)裝載于同一顆衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了成像觀測(cè)和大氣垂直探測(cè)相結(jié)合的綜合觀測(cè)。同時(shí)，該衛(wèi)星還裝載了我國(guó)***研制的閃電成像儀，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域閃電探測(cè)功能，是一位閃電獵手！

氣象衛(wèi)星成像的挑戰(zhàn)：

       風(fēng)云系列衛(wèi)星都搭載有全功率的微波輻射計(jì)，用于對(duì)各種地表、海表、大氣等目標(biāo)要素進(jìn)行微波成像。由于微波輻射計(jì)屬于被動(dòng)掃描成像，因此需要對(duì)每條掃描線進(jìn)行定標(biāo)。在軌運(yùn)行時(shí)主要通過(guò)星上熱源觀測(cè)黑體和冷空反射鏡觀測(cè)外空兩點(diǎn)定標(biāo)的方法實(shí)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(guò)大，影響道定標(biāo)精度。所以，輻射計(jì)定標(biāo)的另外一個(gè)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(jìn)行定標(biāo)。

微波成像儀（微波輻射計(jì)）定標(biāo)的理論分析：

微波成像儀屬于被動(dòng)式接收機(jī)。其熱噪聲具有平穩(wěn)性和遍歷性的隨機(jī)過(guò)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(shí)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(jī)的等效噪聲溫度（***溫度）

常溫下，當(dāng)

由于噪聲譜密度在全部頻率域上為常數(shù)，則噪聲功率無(wú)窮大，顯然不可能。而實(shí)際設(shè)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(shè)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(fù)載的功率。

盛鉑科技微波輻射計(jì)定標(biāo)解決方案：

系統(tǒng)概述：

盛鉑科技NBS系列的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)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(lái)提供精度極高的測(cè)量數(shù)據(jù)。NBS使用極為簡(jiǎn)單，是一種理想的噪聲源校準(zhǔn)，輻射儀測(cè)試和驗(yàn)證，以及低噪聲放大器測(cè)試設(shè)備。黑體作為一個(gè)熱源，當(dāng)接觸液態(tài)氮導(dǎo)致液氮蒸發(fā)，產(chǎn)生大量的氮?dú)?。通過(guò)一個(gè)毫米波喇叭天線對(duì)照黑體，天線的噪聲溫度其實(shí)也就是黑體的溫度。NBS的物理系統(tǒng)使用液態(tài)氮的沸點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)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(zhǔn)，因?yàn)樗旧砭褪且粋€(gè)主要的噪聲寬帶標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

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(fèi)用）

3）低壓液氮自動(dòng)填充

4）控制器可顯示噪聲溫度和精度

5）可選臨時(shí)負(fù)載和開(kāi)關(guān)

經(jīng)過(guò)波導(dǎo)喇叭與已知的插入損耗對(duì)應(yīng)一個(gè)部分浸入在低溫液體氮的黑體。這種結(jié)構(gòu)的好處是可以獲得更好的精度、降低噪聲溫度和改進(jìn)的可重復(fù)性。

這種喇叭的插入損耗通常比在液氮中的傳統(tǒng)波導(dǎo)終端要小。較低的插入損耗也提供了一個(gè)需要的比較低的有效噪聲溫度。反過(guò)來(lái), 由于較低的損失和事實(shí)上喇叭還處于室溫中，這個(gè)準(zhǔn)確度能夠提到2-3倍。收到熱噪聲來(lái)自于液氮所吸收的微波輻射，從而***與任何溫度梯度相關(guān)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(kāi)關(guān)和室溫終端的集成也會(huì)更簡(jiǎn)單些。

NBS的設(shè)計(jì)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(dòng)氮清洗的設(shè)計(jì)***了潛在的危險(xiǎn)和節(jié)省了昂貴的氦設(shè)備的費(fèi)用。

系統(tǒng)組成：

NBS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

如上圖所示，系統(tǒng)可詳細(xì)分解為如下幾個(gè)部分

詳情可見(jiàn)：http://www.samplesci.com/news/s-1035-8.html

方案總結(jié)：

NBS系列低溫噪聲源標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)量極低的噪聲系數(shù)（噪聲溫度）時(shí)，它能夠提供相當(dāng)高的精度。對(duì)于噪聲源校準(zhǔn)、輻射計(jì)測(cè)試和檢驗(yàn)，以及低噪聲放大器測(cè)試，簡(jiǎn)單易用的NBS系列是理想的解決辦法。

功能和優(yōu)點(diǎn)：

? 可擴(kuò)展的頻率范圍從18到325 GHz

? 精度提高2-3倍

? 自動(dòng)氮?dú)獯祾吖δ?，省去了氦氣加壓設(shè)備

? 主要校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)

? 輻射計(jì)參考源

? SATCOM地球站一致性驗(yàn)證

應(yīng)用：

? 噪聲溫度校準(zhǔn)

? 噪聲源校準(zhǔn)

? 輻射計(jì)參考源

? 低噪聲放大器（LNA）噪聲系數(shù)（NF）測(cè)量

? 天線系統(tǒng)有效輸入噪聲溫度測(cè)試

? 衛(wèi)星地球站一致性驗(yàn)證

再悄悄透露一下，我國(guó)承擔(dān)“風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)作為其微波輻射計(jì)的標(biāo)校關(guān)鍵設(shè)備，所以我們才有了如此震撼的美圖。