杨士成，张 楠，黄海涛，贾旭洲

(中国空间技术研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

根据国家高分对地观测系统发展规划，到2020年，建成覆盖微波、可见光、红外、多光谱、超光谱、激光等观测谱段的，高中低轨道结合的，具有全天时、全天候及全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系，建立稳定的运行系统，形成完整的对地观测体系。在整个对地观测体系中，云是最重要的也是最难确定的气象要素之一，特别是上对流层的冰云，在地球表面覆盖率高，对地球能量平衡、气候变化以及天气演变具有重要的影响。但冰云中冰晶尺寸一般为几到几千微米，微波、毫米波波长相比来说太长，传统的遥感系统所采用的微波、毫米波对冰云不敏感，而红外、可见光对冰云的穿透性又差，均不能有效探测冰云，亟需开展新的探测手段的研究。处在微波、毫米波和红外、可见光中间的太赫兹波 100 GHz～10 THz的波长更接近冰云中主要粒子的尺寸，因此，太赫兹频段的亮温对冰云、冰水路径和冰晶尺寸等主要探测要素非常敏感，该频段已经被认为是开展冰云探测的最佳频段。本项目将以冰云探测需求为背景，利用太赫兹频段探测仪器对冰水粒子的敏感性来直接测量冰水路径、冰粒子的尺寸等重要特征参数，突破天底观测模式的太赫兹冰云探测仪总体技术、高灵敏度混频接收、高主波束效率反射面天线、探测仪定标和冰云探测正反演等关键技术，完成太赫兹冰云天底探测仪原理样机的研制，并基于原理样机开展测试和验证试验。……