輻射計本質上是一個高靈敏度的接收機，它用來測量所有物體本身的熱輻射。輻射計是被動系統：沒有信號的發射和反射。因為被檢測的信號來自於物體本身，因此輻射計對物體的探測與物體本身是運動或靜止無關。物體熱輻射信號特徵本身可以被用來進行探測或識別，人體與非人體熱輻射的差別也可以被用來探測人或物。
基本介紹
- 中文名：先進機載輻射計系統
- 外文名：Advanced airborne radiometer system
- 所屬領域：航空航天
- 實質：高靈敏度的接收機
- 組成：探測頭部、綜合處理器等
- 種類舉例：毫米波輻射計
組成,原理,技術指標,種類,毫米波輻射計,干涉式相關輻射計,
組成
輻射計一般由輻射計探測頭部、綜合處理器、伺服控制器和定標源控制器組成。
輻射計探測頭部包括天線、接收機、熱定標源源體、信息採集器和探測頭部配電器。輻射計有多個工作頻點，配合不同極化多個接收通道。天線接收的信號按頻率和極化分開，送入接收機中進行放大、平方律檢波和低頻放大，最後送到信息採集器進行數據採集和處理。接收機具有增益調整功能，包括在軌自適應調整和上行注入數據調整；星載熱定標源提供兩點定標時高溫定標所需的信號，冷空反射器採集低溫定標所需的信號。鎖緊裝置的作用是在衛星發射階段固定微波輻射計的探測頭部；在衛星人軌後，微波輻射計工作前完成解鎖程式。
綜合處理器是整個系統的控制中心，完成微波輻射計工作狀態的控制和對外進行遙感、遙測、遙控等信息的交換。
伺服控制器驅動天線進行掃描觀測。
定標源控制器完成定標源數據的採集、控制和處理功能。
原理
熱輻射的產生是因為物質中的電子在非零溫度下的熱運動。一個物體所輻射的功率由普朗克定律給定，這個功率值是溫度和頻率的函式。一個具有人體溫度(310K)的物體，其輻射功率的峰值在電磁波譜的紅外頻段，高於或低於這個頻段，輻射功率都會減少。在微波毫米波波段的熱輻射功率可近似表示為物體溫度與接收機頻寬乘積的線性函式。毫米波段的輻射計可穿透衣物直接測量來自人體的熱輻射信號，從而探測出隱蔽的人體或隱藏在人體上的物品。毫米波的輻射功率很低，大約在10w量級或更低，因此為區分這個量級的功率，必須設計高增益系統。
輻射計有幾種實現的方式。最常用的兩種形式是全功率型輻射計和相關型輻射計。全功率型輻射計生成一個電壓信號，它是系統頻寬內收到的全部功率的度量。功率既包括物體直接輻射的功率，也包括系統內部產生的噪聲功率，而物體直接輻射的功率與物體的物理溫度成正比。相關型輻射計由兩個接收機組成，兩個接收機的輸出要進行相關運算。最後，輻射計的輸出信號回響是與物體自身的輻射功率成正比；理想情況下，來自於兩個接收機內部的不相關的噪聲信號在相關處理過程中被清理出去了。全功率型輻射計和相關型輻射計都生成一個與物體溫度成正比的信號回響。
技術指標
主要技術指標體系如下。
(1)系統指標
系統指標包括：測溫範圍、測溫精度、定標精度、空間解析度和地面測繪頻寬。
(2)天線性能
天線性能包括：天線口徑、天線淨增益、天線波束寬度、極化方式、天線交叉極化隔離度、主波束效率、電壓駐波比、天線接口形式、冷空反射器天線口徑、冷空反射器波束寬度、觀測天線指向、冷空反射器指向、旋轉速率、速度精度、轉動慣量、角速度波動量、靜不平衡度和動不平衡度。
(3)接收性能
接收性能包括：中心頻率、工作頻寬、接收機噪聲係數、接收機增益穩定性、測溫靈敏度、動態範圍、線性度、定標精度、定標源測溫精度、溫度穩定度、輻射源表面溫度不均勻度、輻射率、積分時間、量化比特數、平均輸出碼速率和數據格式。
(4)其他性能
其他性能包括：壽命、可靠性、質量、功耗和遙控遙測參數。
種類
毫米波輻射計
毫米波輻射計實質上是一台高靈敏度接收機，用於接收目標與背景的毫米波輻射能量。
當輻射計天線波束在地面背景與目標之間掃描時，由於目標與背景(地面)之間的毫米波輻射溫度不同，輻射計輸出一個鐘形脈衝，利用此脈衝的高度、寬度等特徵量，可識別地面目標的存在。在採用高分辨或成像輻射計時，輻射計輸出信號不但反映目標與背景之間的對比度，而且可獲得二維的目標尺寸的特徵及目標像。
靈巧彈藥中，毫米波輻射計是利用地面目標與背景之間毫米波輻射的差異來探測及識別目標的。末敏彈是在彈道末端能夠探測出裝甲目標的方位並使戰鬥部朝著目標方向爆炸的炮彈。
干涉式相關輻射計
基本的干涉式相關輻射計通常被簡稱為相關輻射計，包括饋入兩個接收機的兩對天線，其輸出電壓經由相乘和積分進行相關。在全功率輻射計系統里一般用低通濾波器作為積分器。使用兩個以上天線單元的系統，例如干涉成像儀，把所有天線對的輸出信號互相關，並產生多個信號回響，每個信號回響代表兩對天線的干涉。天線之間的距離，一般稱為基線，其通常是被檢測輻射電磁波波長的數倍。增加天線間的距離可以增加角解析度，對於兩個接收單元的干涉儀，其相當於直徑等於干涉儀基線的單個天線系統的角解析度。
