1 引言
　　微波輻射計(jì)是一種用于測(cè)量物體微波熱輻射的被動(dòng)遙感儀器。由于物體的微波輻射信號(hào)是極其微弱的非相干信號(hào)，這種信號(hào)的功率比輻射計(jì)本身的噪聲功率還要小很多，所以輻射計(jì)實(shí)質(zhì)是一臺(tái)高靈敏度接收機(jī)。為克服系統(tǒng)噪聲和通道增益漂移對(duì)微波輻射計(jì)靈敏度、線性度和穩(wěn)定性的影響，必須建立微波輻射計(jì)的輸入亮溫與輸出電壓之間的精確關(guān)系，稱之為輻射計(jì)定標(biāo)。定標(biāo)精度將直接影響輻射計(jì)的測(cè)量精度。在已經(jīng)發(fā)射的“風(fēng)云三號(hào)（FY-3）”氣象衛(wèi)星上就搭載了微波成像儀、微波溫度計(jì)和微波濕度計(jì)三種輻射計(jì)，其定標(biāo)技術(shù)則被列為FY-3氣象衛(wèi)星的11項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本文介紹的寬口徑變溫噪聲源（以下簡(jiǎn)稱變溫源）可以提供85K~340K范圍內(nèi)的可變亮溫輸出，它在標(biāo)準(zhǔn)冷源和標(biāo)準(zhǔn)熱源的配合下完成對(duì)微波輻射計(jì)的線性度、靈敏度和穩(wěn)定性的地面定標(biāo)工作。本文第二部分介紹了變溫源的結(jié)構(gòu)及工作原理，第三部分是變溫源輻射體發(fā)射率測(cè)量及輻射體溫度測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容，最后是變溫源的測(cè)試結(jié)果和結(jié)論。
　　2 變溫源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
　　變溫源主要由寬口徑輻射體、溫度控制裝置、測(cè)溫系統(tǒng)及液氮容器組成。圖1給出了寬口徑輻射體的示意圖。輻射體加工過程如下：先是用線切割在整塊金屬鋁上加工出類似于暗室尖劈形吸波材料形狀的金屬基體，整個(gè)金屬基體直徑300mm，上面排列的金屬錐為金字塔形方錐；經(jīng)特殊工藝處理后，再對(duì)金屬基體進(jìn)行整體涂敷吸波材料；然后安裝測(cè)溫傳感器。7支測(cè)溫用Pt25鉑電阻傳感器的分布如圖2所示。
　　
　　圖1 寬口徑輻射體示意圖
　　
　　圖2 測(cè)溫用溫度傳感器分布示意圖
　　變溫源溫度控制方式是根據(jù)外加溫度設(shè)置要求完成對(duì)調(diào)溫體的加熱電流和用于制冷的液氮流量的控制，即雙PID控制回路，如圖3所示。調(diào)溫體與自增壓的液氮罐連通，在調(diào)溫體內(nèi)有規(guī)則分布的通路，便于液氮或低溫氮?dú)饬魍ǎ瑥亩拐{(diào)溫體的物理溫度下降。另外在調(diào)溫體內(nèi)部還安裝有多個(gè)加熱器，用來提高其物理溫度。控制液氮流量的電磁閥和加熱裝置全部由PID調(diào)節(jié)器準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的溫度測(cè)量信息和設(shè)置溫度之間的差值按照一定的比例微積分調(diào)節(jié)加熱器的電流和控制液氮流量的電磁閥的通斷比來使調(diào)溫體的物理溫度上升、下降或在某一點(diǎn)保持穩(wěn)定。