水污染的毫米波辐射特性建模与实验研究

【摘要】：水污染问题已经成为越来越热门的问题,如何更加有效地对大面积水域进行监管和探测也成为科研人员热衷的研究方向。目前大多数的监测手段是停留在可见光、红外波段和雷达模式,这些手段往往会受到天气和环境的限制,不能随时随地的进行监测。而本文研究的毫米波段则克服了上述波段的不足,可以全天时全天候地进行水污染监测,因此毫米波辐射计也越来越多地运用在遥感观测中。 利用毫米波辐射特性监测水污染有自身的优点：穿透能力强、精度高以及可以全天时、全天候进行监测等。与其它自然地物相比,水具有显著不同的毫米波辐射特征(亮温低,冷目标),水面的油污、植被、水中含盐度、水温等具有显著特定的辐射特性。通过这种特性可以清楚地区分出污染物(包括悬浮和漂浮在水面上以及溶解在水中的)和水体,达到水面监测的目的。预先研究典型水域污染源的毫米波辐射特性,可为水污染领域治理方面提供一种新方法和有效技术手段。 本篇论文的研究方向是对水污染物的辐射特性建模,并且结合室外真实环境实验进行分析验证。为了系统地介绍和分析建模方法,主要做了以下工作：首先介绍了微波辐射的最基本原理,然后对毫米波辐射计系统和辐射计的定标方法做了简单的介绍、对典型地物以及水面目标的介电常数和辐射特性进行研究并仿真,为建模做好准备性研究。最后介绍了两种三层地物的建模方法,并用等效传输线法结合相干法进行了建模,结合实际的辐射特性测量实验进行理论验证和分析。 【关键词】：水污染 毫米波 辐射特性 三层媒质 有效反射率
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X52;TN015
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 引言7-8
• 1.2 国内外研究概况8-10
• 1.3 本文选题背景及主要工作10-12
• 2 毫米波被动辐射原理与系统12-22
• 2.1 被动辐射原理12-18
• 2.1.1 热辐射定律12-14
• 2.1.2 温度与功率的关系14-15
• 2.1.3 非黑体辐射的各种温度15-18
• 2.2 狄克式辐射计介绍18-20
• 2.3 辐射计的定标方法20-21
• 2.3.1 分部定标20-21
• 2.3.2 整体定标21
• 2.4 全章总结21-22
• 3 典型地物目标微波辐射特性及应用22-36
• 3.1 海面油膜22-24
• 3.2 海冰24-26
• 3.3 地球土壤26-29
• 3.4 月壤月岩29-32
• 3.5 海水32-35
• 3.6 全章总结35-36
• 4 水污染辐射特性建模36-53
• 4.1 水污染物分类36-37
• 4.2 水面亮度温度37-38
• 4.3 三层地物建模方法介绍38-47
• 4.3.1 相干法38-43
• 4.3.2 非相干法43-47
• 4.4 三层介质建模实验47-52
• 4.4.1 实验内容47-50
• 4.4.2 实验数据处理及建模分析50-52
• 4.5 全章总结52-53
• 5 水污染物辐射模型与亮温实验数据比对分析53-62
• 5.1 实验内容53-55
• 5.2 仿真模型结合实验结果分析55-61
• 5.3 全章总结61-62
• 6 结束语62-64
• 6.1 本文工作与不足62-63
• 6.2 对未来的展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录168-69
• 附录269-70

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