航天全新升级降水型183GHz微波成像仪于4月21日成功完成首秀

航天全新升级降水型183GHz微波成像仪于4月21日成功完成首秀

2023年4月16日，风云三号G星成功发射，其上搭载的全新升级换代的降水型微波成像仪于4月21日成功开启对地观测任务。它在继承上一代产品的基础上，整体观测能力、辐射测量精度、观测灵敏度、定位精度和使用寿命等方面都有大幅改进和提高，性能指标达到同类仪器国内领先、国际先进水平。

作为风云三号G星最重要的有效载荷之一，被称为气象领域“千里眼”的降水型微波成像仪由中国航天科技集团有限公司八院804所抓总研制，在轨运行后将以更加强大的配置亮相，感知风云变幻，精准服务民生。

功能再拓展 大气参数尽收眼底

物体只要有温度，就会对外辐射信号。不同于光学遥感器，微波成像仪正是通过探测不同频率谱段下物体对外辐射信号强度差异来获取大气、陆地、海表等多种观测对象的信息，转变为海面风速、海冰分布、地表温度、大气降水、土壤湿度等与我们的生活息息相关的物理参数，并形成一定的多维图像。

探测通道的设置直接决定了微波成像仪的观测能力，“视角越大，看得就越清楚”。降水型微波成像仪在上一代产品探测通道设置的基础上，增加了共4个频段16个通道，“眼角直接开到了后脑勺”，最高频段达到183GHz，提升了整体观测能力，可全天时、全天候获取海面风场、陆表和海表降水、大气可降水、云水、土壤水分、海冰、海表温度、积雪等相关信息，能为大、中尺度灾害性天气预报、暴雨诊断、环境监测等提供更加全面的观测资料，具有重大的经济效益和社会效益。

性能再提升 只为炼就火眼金睛

拥有更广阔视角的“千里眼”，需要更好的硬件“视力”才更能发挥功效。多馈源高精度的天馈网络就像“千里眼”里密布的视觉神经网络，旺盛有力、协调运转，有效保障成像仪探测分辨率、探测精度的提升。降水型微波成像仪突破了20倍频程紧凑型、高效率、低漏射多馈源阵列天馈技术，天馈性能大幅提升，主波束效率从90%提高到95%，这是当前国际上在轨微波成像类载荷产品的最高指标。

微波成像仪获取的探测目标辐射信息是一个相对值，只有通过在相同条件下与定标基准源的辐射信息进行对比，才能准确地计算出目标的真实信息，因此在“千里眼”的工作过程中，定标也是重要的一环。研发团队尽可能排除一切“眼中钉”，通过建立热定标源等效亮温模型，大幅减小了轨道外热流变化以及太阳光照对定标基准的影响。

此外，团队创新性提出辐射接收系统最优工作点预测方法，降低了接收系统不确定度，并采用主被动结合的热控措施，增强了在轨温度稳定性，使降水型微波成像仪辐射测量精度指标提高超过1倍。

稳定又可靠 支撑长期稳态运行

作为一个全新设计的被动微波遥感器，降水型微波成像仪的可靠性也成为了重点关注的环节。

由于降水型微波成像仪天线口径大、惯量大，“运动姿态”难免会影响到探测效果，需采取精细化的动平衡控制，将干扰降至最低。研制团队对影响成像仪动平衡效果的关键部件进行逐级指标细分、控制和设计优化，确保成像仪天线、筒体多次重复展开解锁后动平衡不受影响，保持在轨稳定的对地扫描观测的“标准军姿”。

团队还通过建立裸芯片、模块、组件、单机四级质量筛选、工艺控制等规范流程，进一步加强筛选与质量控制，从源头提升接收系统稳定性及可靠性；创新性地在驱动机构采用滚环设计，在提供稳定可靠的功率及信号传输同时实现高精度扫描，使用寿命提升一倍。

降水型微波成像仪与我国在轨微波成像仪相比，在功能和性能上均有跨越式提升，标志着我国星载被动遥感技术向国际领先水平迈出了坚实的一步，在轨运行后可与降水测量雷达联合反演三维降水信息，提升降水反演精度，为我国气象高质量发展提供支撑。

来源：上海航天 由天华中威科技小编整理转发