全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统及雷达测量的方法.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CN105785371A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610161135.5(22)申请日2016.03.21(71)申请人北京无线电测量研究所地址100854北京市海淀区永定路50号32楼(72)发明人周亭亭冯凯张鹏李岩松王志锐(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人杨立(51)Int.Cl.G01S13/95(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图2页(54)发明名称全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统及雷达测量的方法(57)摘要本发明公开了一种全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统，包括控制计算机、伺服、天线座、Ku频段子系统以及Ka频段子系统；控制计算机分别控制Ku频段子系统和Ka频段子系统的加电状态和工作状态，实现对天空中云、雨、雪、雾等气象目标的探测，获取气象目标的高度、回波强度、径向速度、速度谱宽以及线性退极化比、差分反射率、差分传播相位移、差分传播相位移率、相关系数等极化信息。本发明结合Ka频段、Ku频段各自特点，为云、雨、雪、雾等气象目标的联合探测提供了全新的手段，实现对整个降雨过程云雨变化情况的完整准确记录，保证了雷达探测的准确性。CN105785371ACN105785371A权利要求书1/3页1.一种全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统，其特征在于，包括控制计算机(1)、伺服(2)、天线座(3)、Ku频段子系统以及Ka频段子系统；所述控制计算机(1)分别与伺服(2)和天线座(3)连接，所述伺服(2)与天线座(3)连接，所述天线座(3)与Ku频段子系统连接，所述Ku频段子系统与所述Ka频段子系统连接；所述控制计算机(1)，用于向所述Ku频段子系统发送控制命令；还用于接收Ku频段子系统输入的Ku频段探测数据和Ka频段子系统输出的Ka频段探测数据，并对所述Ku频段探测数据和Ka频段探测数据进行融合处理，反演生成融合数据产品；所述Ku频段子系统，用于当接收到控制命令后，产生水平极化或垂直极化的第一射频信号，向空间中的气象目标辐射，并接收返回的第一散射回波，对第一散射回波进行处理，向控制计算机(1)输入Ku频段探测数据，所述Ku频段探测数据至少包括回波强度、径向速度、速度谱宽以及极化信息；还用于将接收到的控制命令转发给Ka频段子系统；所述Ka频段子系统，用于当接收到控制命令时，产生水平极化或垂直极化的第二射频信号，向空间中的气象目标辐射，并接收返回的第二散射回波，对第二散射回波进行处理，向控制计算机(1)输入Ka频段探测数据，所述Ka频段探测数据至少包括回波强度、径向速度、速度谱宽以及极化信息。2.如权利要求1所述的全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统，其特征在于，所述Ku频段子系统包括Ku主数字接收机(4)、Ku接收机(5)、Ku发射机(6)、Ku极化开关(7)、Ku环形器和Ku天馈(10)；所述Ku主数字接收机(4)与所述天线座(3)连接，且所述Ku主数字接收机(4)分别与Ka频段子系统和Ku接收机(5)连接，所述Ku接收机(5)、Ku发射机(6)和Ku极化开关(7)依次连接，所述Ku极化开关(7)的输出端与Ku环形器的第一端口连接，所述Ku环形器的第二端口与Ku天馈(10)连接，所述Ku环形器的第三端口与Ku接收机(5)的输入端连接；所述Ku主数字接收机(4)，用于接收控制计算机(1)的控制命令，将控制命令转发给Ku接收机(5)和Ka从数字接收机(11)；还用于接收Ku接收机(5)传送的第一中频信号，对第一中频信号进行采样处理，得到第一功率谱数据，并对第一功率谱数据进行数据处理，由光纤经天线座(3)向控制计算机(1)输出Ku频段探测数据；所述Ku接收机(5)，用于控制Ku发射机(6)产生水平极化或垂直极化的第一射频信号；Ku天馈(10)，用于将所述Ku发射机(6)产生的水平极化或垂直极化的第一射频信号向空间中的气象目标辐射，并接收并根据返回的第一散射回波，并将第一散射回波经过Ku环形器输送入Ku接收机(5)中；所述Ku接收机(5)，用于将第一散射回波经过放大、过滤以及下变频处理，生成60MHz的第一中频信号，并将该第一中频信号送入Ku主数字接收机(4)。3.如权利要求2所述的全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统，其特征在于，所述Ku环形器包括Ku环形器H(8)和Ku环形器V(9)，所述Ku环形器H(8)的第一端口和Ku环形器V(9)的第一端口均与Ku极化开关(7)的输出端连接，所述Ku环形器H(8)的第二端口和Ku环形器V(9)的第二端口与Ku天馈(10)连接，且所述Ku环形器H(8)的第三端口和Ku环形器V(9)的第三端口均与Ku接收机(5)连接。4.如权利要求3所述的全固态双