VA?GS(TA?TREC) （6）
''比较（6）式和（2）式可知，无论系统增益如何变化，经过补偿后系统的增益始终保持不变，从而达到稳定系统增益的目的。
图4数字增益自动补偿微波辐射计系统框图
微波辐射计的最小可检测信号由系统噪声的不确定性和系统增益的不确定性共同决定，而系统增益起主要作用。数字增益自动补偿微波辐射计能很好地实现增益补偿，使系统增益波动引起的不确定性趋于零，起到稳定系统增益的作用，从而达到提高微波辐射计灵敏度的目的。在高灵敏度的需求下，为了避免控温装置电流切换引起的脉冲扰动，且在夏日太阳照射下机箱环境温度难以控制，数字增益自动补偿微波辐射计没有采用恒温源和控温方案，而采用与机箱具有相同温度的匹配负载作为参考源。因此当辐射计长时间处于一个温度变化的环境中，当机箱温度随着环境温度发生变化时，辐射计参考源的噪声温度也会随着机箱温度的变化而改变，辐射计输出数据会随环境温度变化而变化，导致测量误差。传统方法是采取环境温度变化修正方法对测量数据进行修正，从而保持系统的稳定。在本系统的实施方案中采用计算机数字补偿技术。
该种型式的微波辐射计结构简单、工作稳定、调试方便，由于存储了多种原始数据便于进一步的数据处理，解决了其它型式微波辐射计存在的慢漂移问题，实现了高稳定、高灵敏度测量。在辐射计输出的数据文件中，存储原始数据、修正后数据和辅助数据。
在接收机的设计中采用了温度补偿算法，确保了仪器的温度稳定性。
3微波辐射计研究热点与趋势（星载微波辐射计）
我国1980 年研制成机载10 cm 微波辐射计, 同年6 月参加京津唐地区环境遥感调查飞行试验。获得了沿航线目标的微波辐射强度曲线, 给出了典型地物(海水、河水、盐田、沼泽、不同农田、建筑物、桥梁、船只等) 对应的亮度温度。1983年研制成机载8 mm 成像微波辐射计, 经过几次对海冰、海上油污染和黄河流域航空遥感飞行试验, 获得海冰、海上油膜及黄河的微波辐射图像〔6〕。1985 年研制成机载1. 35 cm 微波辐射计, 1988 年研制成机载21 cm 微波辐射计, 分别在河南封丘、广州南海、胶州湾、宁波东海、渤海湾、辽东湾等地进行过多次航空遥感飞行试验, 都取得了有科学意义和应用价值的图像和数据。北京大学、中国科学院大气物理所、华中理工大学、山东大学、华东师范大学等单位相继研制成陆基微波辐射计, 进行了大气探测和地基遥感基础理论研究。航天部504 所研制成10 cm、8 mm 微波辐射计, 并利用10 cm 微波辐射计进行了乳线癌探测研究。目前正在研制气象卫星搭载的5mm 微波辐射计。微波辐射计已进入星载多频段微波辐射计和微波成像仪的工程和预研阶段。
微波辐射计有多种类型，主要有全功率微波辐射计、Dicke 型微波辐射计、零平衡 Dicke 型微波辐射计、
负反馈零平衡 Dicke 型微波辐射计、双参考温度自动增益控制微波辐射计、Graham 型微波接收机、数字增益，自动补偿微波辐射计等。
目前星载微波辐射计大多是全功率型微波辐射计。全功率型周期定标微波辐射计由天线子系统（包括反射面、馈源和天线罩）、分极化分频器、接收机子系统（包括高频通道和中低频通道）、信息处理和控制单元、热辐射定标源子系统（包括辐射体、温度控制器和测温电路）、扫描伺服机构等组成。
全功率微波辐射计原理图
星载微波辐射计具有功耗低、体积小、质量轻和工作稳定可靠等特点，应用领域非常宽广。从大的方面来说，星载微波辐射计主要应用于大气探测、海洋观测、对地观测微波遥感 3 个方面[4~24]；从具体探测目标来说，星载微波辐射计主要应用于气象、农林、地质、海洋环境监测和军事侦察等；还可用于天文、医疗和导弹的末制导等方面。从空间对大气进行探测已经有 40 多年的历史。具有代表性的有 1968 年前苏联发射的 Cosmos243 卫星，装载有 4 通道（3.5, 8.8, 22.2, 37.0 GHz）微波辐射计，用以测大气水汽、液态水、地表温度、水；第一颗业务
卫星是 1978 年美国发射的 Tiros-N 极轨气象卫星，装载有微波探测仪 MSU，用以探测大气垂直温度。最近十年，主要有美国 DMSP（美国气象卫星计划）系列卫星装载的微波辐射
计 SSM/T、SSM/I[10]和 NOAA（美国海洋和大气局）系列卫星装载的 AMSU 等。
星载微波辐射计在海洋观测方面主要用于观测海洋温度、海面风速、海水盐度、海面油污染及海冰厚度、面积、冰山、冰龄等。
具有代表性的有 SEASAT 卫星装载的 SMMR 微波辐射计[11,12]、ERS-1/2 卫星装载的 ATSR-M 轨迹扫描辐射计ENVISAT-1 卫星装载的 AATSR 微波辐射计、ADEOS-2 卫星装载的 AMSR 微波扫描辐射计。该类微波辐射计主要用于探测土壤温度、降水、大气水汽含量、积雪、土壤成分、海面温度,还可以得到植被生长情况，对农作物进行估产，监测水、旱、林火、雪暴等自然灾害和生态环境的动态变化，进行作物估产等服务。 通过对国内外星载微波辐射计发展历程和技术现状分析研究，星载微波辐射计主要有以下几方面发展趋势：
（1）向高频段发展。从上世纪 90 年代开始，微波辐射计探测频段已拓展到亚毫米波段，表现在向 200 GHz
波段以上发展，主要用以探测大气温度和大气湿度。
（2）向一体化方向发展。微波辐射计为了提高分辨率，其天线尺寸必然较大，但不可能同时装备几副天线；
同时由于微波辐射计的工作频率较宽，必须进行多频、多极化共用设计，从而减小微波辐射计的体积、质量。
（3）向高分辨率方向发展。通过提高观测频率或增大天线尺寸来提高地面分辨率。 （4）向多通道及精细通道探测方向发展。
（5）向综合孔径微波辐射计方向发展。根据将一个大口径天线等效分割成若干个小口径天线的思想，通
过基线设计和组合干涉测量得到所有的小口径天线组合，并通过对这些干涉测量结果的反演得到与大口径
天线相同的观测分辨率。
（6）向全极化微波辐射计方向发展。
4
关于微波辐射计发展的思考建议
我国微波辐射计的技术水平和国外有很大差距，主要表现在：微波遥感科学基础和基础技术能力薄弱，
特别是在毫米波、亚毫米波器件研制方面；技术水平和用户需求差距十分突出；空间遥感数据缺乏，无法摆脱
对国外的依赖；目前的载荷还处于试验应用阶段。 我国在星载微波辐射计方面发展思考建议：
（1）做好发展规划。从应用需求出发，开展极轨轨道微波辐射计、同步轨道微波辐射计（工作在 200 GHz
以上的亚毫米波频段）、多通道多极化全波段微波辐射计技术研究和产品研制。
（2）须重点突破以下几项关键技术：多频多极化共用天线和圆锥扫描技术；小型化周期定标全功率接收
机技术；亚毫米波微波辐射计技术; 全极化微波辐射计技术；综合孔径微波辐射计技术。 （3）积累空间遥感数据，发展观测目标反演技术。
参考文献
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[1]姜景山[1],吴一戎[2],刘和光[1],董晓龙[1].中国微波遥感发展的新阶段新任务[J].中国工程科学, [2]年丰,杨于杰,陈云梅,徐德忠,王伟.中国星载微波辐射计地面定标技术的研究进展[J].宇航计测技术, [3]朱建炳,潘雁频.空间制冷技术在星载红外遥感器中的应用与发展[J].真空与低温, [4]张杰[1],黄卫民[2],纪永刚[2],张有广[2].中国海洋微波遥感研究进展[J].海洋科学进展, [5]王晓海,李浩.国外星载微波辐射计应用现状及未来发展趋势[J].中国航天, [6]董晓龙 张云华.微波辐射计的发展及其类型[J][J].空间科学与应用, [7]陈文新.微波辐射计定标方法[C].中国电子学会空间电子学年会,
[8]BASHARINOV A E,GURVICH A S,YEGOROV S T,et al.The Results of Microwave Sounding of Earth's Surface According to Experimental Data from the Satellite 'Cosmos 243'[M].Space Research Ⅺ,Berlin:Akadem ie-Verlag,1971.
? [9]BASHARINOV A E,GURVICH A S,YEGOROV S T.Determination of Geophysical Parameters According to the Measurement of Thermal Microwave Radiation on the Artificial Satellite 'Cosmos 243'[J].Doklady AN SSSR,1969,188:1273～1276.
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[10]HOLLINGER J P,PEIRCE J L,POE G A.SSM/I Instrument Evaluation[J].IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,1990,28(5):781～790.