文档介绍：微波器件现状及前景
摘要分析比较了微波技术中使用的可见光、红外和微波器件的特点, 介绍了微波器件理论研究内容和我国的研究现状, 叙述了我国机载合成孔径侧视雷达、机载微波辐射计、机载微波散射计、机载海洋雷达高度计的研制和应用状况, 指出目前我国机载微波器件已基本达到实用水平, 并且在生产建设、科学研究和防灾减灾中发挥出作用。列出了国际主要对地观测卫星装载遥感器的情况, 从中看出微波遥感器件在对地观测中日益增强的作用, 建议国家对微波遥感器件的研究和应用加强统一领导, 加强机载实用运行、陆基实验、微波遥感理论研究, 以确保早日实现我国自己的星载微波遥感。
关键词合成孔径侧视雷达微波辐射计微波散射计海洋雷达高度计
1 引言
利用人造地球卫星和宇宙飞船进行对地球观测和星际探测已有38 年历程。在对太阳系行星和宇宙深空及恒星研究中有许多新发现, 对人类赖以生存的陆地、海洋、大气有了宏观、真实、快速、动态的认识。这是人类科技发展史上的一个巨大成就。在星际探测和对地观测中, 都是用电磁波作为媒质, 遥感获得目标信息。采用可见光波段(0. 45~ 0. 80 Lm) , 取得目标的可见光图像; 红外波段(0. 8~ 12. 5 Lm ) , 取得目标的红外图像; 微波波段(30 cm~3 mm ) , 取得目标的微波数据和图像。可见光和红外光波段的遥感器一直是遥感技术中的主要遥感器, 这是因为它们具有高空间分辨率, 能获得与人目视一致性的图像。必须有日照条件(热红外除外) 和没有云雾遮挡, 是其弱点, 致使图像获取率低, 使遥感的实时动态监测等优点不能充分发挥。可见光和近红外遥感器用于检测物体对太阳光的散射量, 只反映物体的表层状况, 故所获得的被观测物体的特征信息不够丰富。微波遥感器不受或很少受云、雨、雾的影响, 不需要光照条件, 可全天候、全天时地取得图像和数据。它所取得的信息与被观测物体的结构、电学特性以及表面状态有关。又因为微波有一定的穿透能力, 故能获得较深层的信息。在毫米波亚毫米波波段有些气体有谐振谱线, 利于检测。也就是说, 微波遥感能得到更丰富的被测对象的特征信息, 能实现定量遥感。
2 微波遥感器件理论的研究现状
微波与所遥感的目标和背景相互作用, 产生散射、辐射、吸收、谐振等现象, 是利用微波遥感器获得目标和背景的信息, 实现遥感或探测的机理。当前对陆地、海洋、大气遥感的目的是实现资源调查、土地利用、环境监测、灾害预报、气象观测。涉及到大气、海洋、陆地中的处于各种形式、状态下的所有物体作为目标和背景。从理论上讲它们属于不同的介质。这些介质可分为均匀介质、电解质溶液介质、非均匀性混合介质。在具体研究处理电磁波与介质的相互作用时, 按其具体情况又把介质划分为连续介质、离散介质、无耗介质、有耗介质、各向异性介质、分层介质、随机介质、分形介质、旋波介质等。麦克斯韦方程是描述介质与波相互作用产生辐射、散射、衰减等现象的数学公式。因为微波遥感对象是极其复杂的, 所以所建立的麦克斯韦方程更难得到严格解, 只能用近似解析法和数值法求解。在近似解法中已有微扰法、变分法、迭代法、光学法、物理光学法、几何射线法、物理射线法、算子法、有限元法、场路结合法等。有时还要处理非线性微分方程的解的问题。介质的作用在麦克斯韦方程和辐射传输方程中反映在各项的系数中。建立