微波輻射計(jì)是用微波進(jìn)行遙感，從而對(duì)地物進(jìn)行探測的微波接收機(jī)，在探測大氣、海洋、植被和土壤等方面有廣泛應(yīng)用，而數(shù)據(jù)處理與控制單元作為微波輻射計(jì)的重要組成部分，承擔(dān)了所有的驅(qū)動(dòng)及控制功能，對(duì)時(shí)序及精度要求十分嚴(yán)格。由于系統(tǒng)對(duì)可靠性要求較高，故采用單片機(jī)作為220 GHz微波輻射計(jì)數(shù)控單元的核心，通過精確的時(shí)序控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、天線控制、狀態(tài)提取、串口通信等功能。同時(shí)，該數(shù)控單元具有功耗低，采樣精度高，接口簡便等特點(diǎn)。

微波輻射計(jì)工作原理

微波輻射計(jì)，是利用被動(dòng)的接收，各個(gè)高度傳來的溫度輻射的微波信號(hào)來判斷溫度、溫度曲線，是一款被動(dòng)式地基微波遙感設(shè)備，微波遙感起步晚于可見光和紅外遙 感。但相對(duì)于可見光和紅外遙感而言，微波輻射計(jì)能全天候、全天時(shí)工作?？梢姽膺b感只能在白天工作，紅外遙感雖可在夜晚工作，但不能穿透云霧。

微波輻射計(jì)是一種用于測量物體微波熱輻射的高靈敏度接收機(jī)。通過測量天線接收到的輻射功率反演被觀測目標(biāo)的亮度溫度；測量的物理量為亮度溫度（K）。

輻射計(jì)天線接收的輻射能量來自地面物體的發(fā)射輻射和反射輻射，根據(jù)瑞利-金斯公式，物體發(fā)射的功率與溫度成正比。物體的發(fā)射特性用輻射測量亮度溫度表 征。表征微波輻射計(jì)性能的主要參數(shù)是溫度分辨率（靈敏度）和空間分辨率（角分辨率）。

微波輻射計(jì)應(yīng)用

微波輻射計(jì)主要用于中小尺度天氣現(xiàn)象，如暴風(fēng)雨、閃 電、強(qiáng)降雨、霧、冰凍及邊界層紊流。對(duì)于短時(shí)間內(nèi)生成或消散的中小尺度天氣災(zāi)害，雖然只是地區(qū)性的，但部分事件危害性較大。在目前中尺度天氣現(xiàn)象監(jiān)測過程 中，探空氣球和天氣雷達(dá)是常用的手段。探空氣球會(huì)受到使用時(shí)間和空間的限制；天氣雷達(dá)資料基本局限于降雨過程無降水時(shí)的欠缺；在離地面5公里范圍內(nèi)衛(wèi)星遙 感數(shù)據(jù)存在較大的誤差。被動(dòng)式地基微波輻射計(jì)的出現(xiàn)，填補(bǔ)上述研究方法監(jiān)測方面的空白，是其有效的補(bǔ)充手段。

微波輻射具有獨(dú)立工作能力，能 在幾乎各種環(huán)境條件工作，非常適合于自動(dòng)天氣站。用于反演完整的大氣廓線，反演數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)全部保存。提供完備的顧客定制或標(biāo)準(zhǔn)算法。主要應(yīng)用如 下：對(duì)流層剖面的溫度、濕度和液態(tài)水，天氣和氣候模型研究，衛(wèi)星追蹤（GPS，伽利略）濕/干延遲和濕度廓線，臨近預(yù)報(bào)大氣穩(wěn)定性（災(zāi)害性天氣檢測），溫 度反演檢測、霧、空氣污染，校準(zhǔn)云雷達(dá)，濕/干延遲改正VLBI。下面以微波輻射計(jì)反演海表面溫度為例做一介紹：

微波輻射計(jì)測量海表面溫度的原理

微波的波長為0.1~100 cm，微波又可細(xì)分為毫米波、厘米波和分米波等。微波的特點(diǎn)是能穿透云霧，具有全天候工作特點(diǎn)。微波遙感分為主動(dòng)微波遙感和被動(dòng)微波遙感。

在不考慮大氣中各種粒子的貢獻(xiàn)時(shí)，微波輻射計(jì)探測到的海面亮溫Tb(f)與海表面溫度TS有簡單關(guān)系。將瑞利-金斯定律代入公式，獲得

T（f，θ，φ，TSST）=e (f，θ，φ) TSST (1)

式中：T(f，θ，φ，TSST)代表微波輻射計(jì)探測到的海面亮溫；TSST是 海表面一個(gè)薄層海水的溫度，它代表海表面的熱力學(xué)溫度，當(dāng)然它與常規(guī)水桶采水法在一定深度取水測得的海表面溫度略有差別。如果傳感器位于海表面之上某一個(gè) 足夠高度的平臺(tái)例如飛機(jī)或衛(wèi)星上，還要考慮大氣校正，即在公式(1)中還要補(bǔ)充大氣層空氣自發(fā)輻射項(xiàng)和大氣