微波辐射计是利用被动地接收各个高度传来的温度辐射的微波信号来判断温度、湿度曲线，能定量测量目标(如地物和大气各成分)的低电平微波辐射的高灵敏度接收装置，其实质上是一个高灵敏度、高分辨率的微波接收机。地表或地下的物体会发射一定的长波长的微波能(波长从1cm到100cm)。任何温度高于开尔文绝对零度的物体都会产生电磁辐射，称之为黑体辐射。自然材料可能会比同等同能情况下的理想黑体产生较少的电磁辐射，这一点可以用一个发射率小于1Å(1Å＝×10－10m)的微波辐射计记录某物体的发射辐射来证明。这种能量能够被记录的程度取决于各种不同材料的属性，如含水量。被记录的信号叫作亮度温度。物理表面温度可以通过亮度温度计算得到，但是必须要知道发射率(马超，2014)。水体的发射率为98%～99%，几乎接近为黑体，而陆地上地物特征则显示出不同的发射率。并且物质的辐射发射率会随着条件的改变而改变。例如，潮湿的土壤会比干燥的土壤具有显著的更高的发射率。因为黑体辐射很微小，所以必须在相对较大的区域量测能量，从而使得被动的微波辐射计具有低空间分辨率的特征(金亚秋等，1990)。城市领域中，微波辐射计常被用于局部气候监测及与之相关的局部气象灾害监测等。图3-6展示的是一幅全球尺度的微波辐射计对地辐射图。
微波辐射计分两类:频谱式和连续式，前者频率窄，工作于微波谐振线上，后者用于遥感具有宽广频谱特性的目标。微波辐射计在军事侦察、气象学、海洋学和天文学等领域中得到广泛应用。微波辐射计还可以分为图像型和非图像型，其中采用扫描天线的扫描微波辐射计就是图像型辐射计，其特点是天线可以对地面目标进行扫描探测，获取地面目标的微波辐射信息，把所获取的信息转换成以灰度等级显示的物体图像。扫描方式有两类:
(1)电扫描，如雨云5号和雨云6号气象卫星上的电扫描微波辐射计；
(2)机械扫描，如雨云7号和海洋卫星1号上的扫描多通道微波辐射计和泰罗斯N号上的微波探测器。
从微波辐射计出现至今，人们已经发展了地基、空基(含飞机导弹气球平台)、星基(含卫星飞船航天飞机平台)这些基于各种平台的系列微波辐射计。在目前基于各个运载平台的微波辐射计中，星基微波辐射计以微波辐射计独有的特点和从卫星高度获取全球资料的便利性，成为从卫星上观测地球的一种重要手段。由于地基、空基辐射计是星基辐射计的基础，其发展更加迅猛，但众多的地基、空基辐射计没有数量有限的星基辐射计更受关注(李靖等，1998)。全功率微波辐射计原理如图3-7所示。
微波辐射计在城市领域能够用于探测土壤温度、降水、大气水汽含量、积雪、土壤成分、城市附近海面温度，还可以得到植被生长情况，监测林火及暴风雪等自然灾害和生态环境的动态变化等，尤其适合中小尺度天气系统的状况监测。(www.xing528.com)
图3-6 微波辐射计对地辐射图(全球)
图3-7 全功率微波辐射计设计原理
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