一种基于调频中断连续波的毫米波云雷达.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109884641A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910167254.5(22)申请日2019.03.06(71)申请人南京微麦科斯电子科技有限责任公司地址210000江苏省南京市高新开发区南京软件园团结路100号232室(72)发明人张越林思夏曾仲毅(74)专利代理机构苏州翔远专利代理事务所(普通合伙)32251代理人刘计成(51)Int.Cl.G01S13/95(2006.01)G01S13/32(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于调频中断连续波的毫米波云雷达(57)摘要一种基于调频中断连续波的毫米波云雷达，包括：天线、高频箱和天线座；所述高频箱包括环流器、发射机、接收机、信号处理器、数据处理单元，以及电源模块；所述毫米波云雷达输出数据是按高度给出的云反射率强度、云垂直运动速度、云顶高度、云底高度等；所述毫米波云雷达采用调频中断连续波技术，较好地解决了大作用距离、高分辨率、无盲区快速探测的问题。CN109884641ACN109884641A权利要求书1/1页1.一种基于调频中断连续波的毫米波云雷达，其特征在于：包括天线、高频箱单元和天线座；所述天线安装在所述高频箱单元上方，所述高频箱单元安装在所述天线座上；所述高频箱单元包括环流器、发射机、接收机、信号处理单元、数据处理单元以及电源模块；所述天线与所述高频箱单元内环流器连接，所述环流器与所述发射机和所述接收机分别连接，所述发射机与所述接收机连接，所述接收机与所述信号处理单元连接，所述信号处理单元与数据处理单元连接，所述数据处理单元与接收机、发射机均有连接；所述发射机通过所述环流器到天线发射信号，回波信号通过所述天线到环流器再到接收机，回波信号通过接收机的接收通道和数字接收单元，得到原始回波数据；原始回波数据输出到信号处理单元，进行滤波、二维FFT处理后，得到回波强度谱分布；数据处理单元对回波强度谱分布进行识别，得到按高度给出的云反射率强度、云垂直运动速度、速度谱宽、云顶高度及云底高度数据。2.根据权利要求1所述的基于调频中断连续波的毫米波云雷达，其特征在于：所述天线采用卡赛格伦天线，所述天线上安装设有天线罩。3.根据权利要求1所述的基于调频中断连续波的毫米波云雷达，其特征在于：所述发射机包括固态功率放大器和定向耦合器，定向耦合器将功率放大器的输出功率耦合后得到功率监测信号；所述接收机包括频率源、激励通道、接收通道、数字接收单元以及测试信号，所述频率源用于产生调频中断连续波信号，所述测试信号用于测试雷达接收性能；所述信号处理单元用于进行滤波、二维FFT处理；所述数据处理单元用于将信号处理单元处理的结果进行谱矩分析，得到回波强度、速度数据，反演得到云垂直分布数据。2CN109884641A说明书1/5页一种基于调频中断连续波的毫米波云雷达技术领域[0001]本发明属于气象探测中云的测量技术领域，涉及一种基于调频中断连续波的毫米波云雷达。该毫米波云雷适用于民航机场、气象局自动气象观测站等地，测量雷达上空云的气象参数。背景技术[0002]大气中能量和水的循环是影响全球气候变化的最重要因素，其中云是联系这两种循环过程的纽带，降水则是这两种循环的一个基本过程。云是发生在高空的水汽凝结现象，由悬浮在大气中的微小水滴、冰晶微粒或二者混合的可见聚合物组成，其底部处于地面之上，液体质粒的最大直径在200μm左右，比这还要大的水滴形成降雨。云对地球的辐射收支可以产生很大的影响，其辐射强迫作用对于地球气候变化非常重要。云还是影响飞机起飞、着陆和飞行安全最重要的气象要素之一。云在天气系统发展、降水形成和大气辐射传输等物理过程以及国民经济的许多领域中都扮演着极其重要的角色。因此，对云的探测显得特别重要。[0003]毫米波云雷达作为一种微波遥感探测方式，国内外的发展正如火如荼。对于云的监测，目前有大气透射仪、能见度仪等设备，这些设备均存在监视距离短的缺点，只能获得监视点的能见度情况。激光雷达能够大范围监视云，但由于激光无法穿透云，因此难以判断云的大小和范围。工作在毫米波段的云雷达已成为主动探测云参数的重要设备，其探测距离远，距离分辨率高，达到其它系统和方法所无法实现的效果。[0004]依靠技术的发展，现有的毫米波云雷达多采用固态发射机。固态发射机的可靠性高，使用寿命长，深受用户欢迎。固态发射机存在峰值功率小、但连续工作能力强的特点。毫米波云雷达一般采用脉冲多普勒体制，也有采用连续波体制。脉冲多普勒体制云雷达在采用固态发射机时，由于固态发射机峰值功率低，为保证作用距离，需要使用脉冲编码及脉冲压缩技术，这就带来雷达观测时的盲区。脉冲编码越长，探测盲区就越大。为了探