CN112987000A - 一种毫米波测云雷达的自适应探测系统 - Google Patents

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刘一峰
李小永
高磊
高锋华
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    • G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
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Abstract

本发明公开了一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，所述毫米波测云雷达包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括信号处理机、数据处理机、配电、伺服；所述信号处理机中设有第一自适应探测模块，所述数据处理机中设有了第二自适应探测模块，所述数据处理机中设有自适应探测数据库，所述自适应探测数据库中存储了自适应探测系统模式识别表和自适应探测系统模式控制表。本发明可以自适应探测；无需人工干预；系统构架简洁、成本低。

Description

一种毫米波测云雷达的自适应探测系统
技术领域
本发明涉及自适应探测技术，特别是一种毫米波测云雷达的自适应探测系统。
背景技术
采用全固态发射机的毫米波测云雷达的工作模式较多，CN110398739A公开了一种毫米波测云雷达系统，包括数字信号处理器、频率源、发射机、第一接收机、第二接收机与环形器；所述数字信号处理器通过频率源分别与所述第一接收机、第二接收机、发射机相连；所述发射机与所述环形器输入端相连；所述环形器输出端与所述第一接收机输入端相连；所述第一接收机输出端、第二接收机输出端分别与所述数字信号处理器相连。因此对应不同的天气情况需要不同的工作方式进行探测。
在气象业务中，毫米波测云雷达需要全年24小时连续不间断工作。为了保证探测效果，必须针对晴空、多云和降水等不同的天气采用自适应的探测模式。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可以自适应探测；无需人工干预；系统构架简洁、成本低的毫米波测云雷达的自适应探测系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，所述毫米波测云雷达包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括信号处理机、数据处理机、配电、伺服；所述信号处理机中设有第一自适应探测模块，所述数据处理机中设有了第二自适应探测模块，所述数据处理机中设有自适应探测数据库，所述自适应探测数据库中存储了自适应探测系统模式识别表和自适应探测系统模式控制表。
所述室外设备包括天馈线、全固态发射机、数字接收机、汇流环。
应用毫米波测云雷达的自适应探测系统，执行自适应探测方法，所述自适应探测方法步骤包括：
a)毫米波测云雷达开机；
b)由数据处理机的雷达控制中心控制雷达工作于默认的晴空模式A；
c)信号处理机在进行常规处理的同时，其第一自适应探测模块根据自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表进行自适应探测数据计算，并将计算结果送给第二自适应探测模块；
d)数据处理机在进行常规处理的同时，其第二自适应探测模块对第一自适应探测模块送来的数据进行分析，通过与自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表比对，自动识别出适应当前天气的工作模式并将结果反馈给数据处理机的雷达控制中心；
e)数据处理机的雷达控制中心收到第二自适应探测模块的识别结果后，根据自适应探测系统模式控制表重新控制雷达的工作模式；
f)重复c)～f)。
所述自适应探测系统模式识别表为：
Figure BDA0002942946670000021
所述自适应探测系统模式控制表为：
重复频率/Hz 信号脉宽/us 信号带宽/MHz 脉冲点数/个
晴空模式A F1 T1 B1 N1
多云模式B F2 T2 B2 N2
弱降水模式C F3 T3 B3 N3
强降水模式D F4 T4 B4 N4
其他 …… …… …… ……
。
相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明专利针对毫米波测云雷达设计出的自适应探测系统，达到自适应探测多种天气、实时性强、无需人工干预等目的。
本发明提出了切实可行的设计思想，并已具体实现。采用自适应探测系统的毫米波测云雷达已安装并投入正式使用，通过相关部门检测，各项指标均满足设计要求，使用效果良好。
本发明适用于毫米波测云雷达的系统设计。
附图说明
图1为本发明某毫米波测云雷达系统框图。
图2为自适应探测系统原理图。
图3为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，如图1所示，所述毫米波测云雷达包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括信号处理机、数据处理机、配电、伺服；所述信号处理机中设有第一自适应探测模块，所述数据处理机中设有了第二自适应探测模块，所述数据处理机中设有自适应探测数据库，所述自适应探测数据库中存储了自适应探测系统模式识别表和自适应探测系统模式控制表。
所述室外设备包括天馈线、全固态发射机、数字接收机、汇流环。
自适应探测系统(图2)与整个雷达系统相融合，达到了设计简洁成本低的目的。自适应探测系统由信号处理机和数据处理机全自动控制，无需操作人员干预。
应用毫米波测云雷达的自适应探测系统，执行自适应探测方法，如图3所示，所述自适应探测方法步骤包括：
a)毫米波测云雷达开机；
b)由数据处理机的雷达控制中心控制雷达工作于默认的晴空模式A；
c)信号处理机在进行常规处理的同时，其第一自适应探测模块根据自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表进行自适应探测数据计算，并将计算结果送给第二自适应探测模块；
d)数据处理机在进行常规处理的同时，其第二自适应探测模块对第一自适应探测模块送来的数据进行分析，通过与自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表比对，自动识别出适应当前天气的工作模式并将结果反馈给数据处理机的雷达控制中心；
e)数据处理机的雷达控制中心收到第二自适应探测模块的识别结果后，根据自适应探测系统模式控制表重新控制雷达的工作模式；
f)重复c)～f)。
所述自适应探测系统模式识别表为：
Figure BDA0002942946670000031
。
所述自适应探测系统模式控制表为：
重复频率/Hz 信号脉宽/us 信号带宽/MHz 脉冲点数/个
晴空模式A F1 T1 B1 N1
多云模式B F2 T2 B2 N2
弱降水模式C F3 T3 B3 N3
强降水模式D F4 T4 B4 N4
其他 …… …… …… ……
。
实施例1
某毫米波测云雷达(图1)由室内设备和室外设备组成，其中室内设备包括信号处理机、数据处理机、配电、伺服等；室外设备包括天馈线、全固态发射机、数字接收机、汇流环等。毫米波测云雷达主要用于探测云的回波强度、速度、谱宽等。
该雷达的主要指标有：
天线增益：≥50dB；
发射功率：≥50W；
信号脉宽：0.2～40us；
信号带宽:2.5～5MHz；
发射脉冲数：16～1024；
自适应探测系统(图2)与整个雷达系统相融合，达到了设计简洁成本低的目的。自适应探测系统由信号处理机和数据处理机全自动控制，无需操作人员干预。
自适应探测系统其主要组成部分有：
1.在信号处理机中设计了第一自适应探测模块；
2.在数据处理机中设计了第二自适应探测模块；
3.在数据处理机中设计了自适应探测数据库，自适应探测数据库中存储了自适应探测系统模式识别表和自适应探测系统模式控制表；
自适应探测工作流程(图3)：
a)雷达开机
b)由数据处理机的雷达控制中心控制雷达工作于默认的晴空模式A；
c)信号处理机在进行常规处理的同时，其第一自适应探测模块根据自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表进行自适应探测数据计算，并将计算结果送给第二自适应探测模块；
d)数据处理机在进行常规处理的同时，其第二自适应探测模块对第一自适应探测模块送来的数据进行分析，通过与自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表比对，自动识别出适应当前天气的工作模式并将结果反馈给数据处理机的雷达控制中心；
e)数据处理机的雷达控制中心收到第二自适应探测模块的识别结果后，根据自适应探测系统模式控制表重新控制雷达的工作模式；
f)重复c)～f)。
自适应探测系统模式识别表
强度范围/dB 速度范围/ms-1 谱宽范围/ms-1 距离范围/km
晴空模式A -50～0 -20～+20 0～4 0～15
多云模式B -50～+10 -20～+20 0～4 0～15
弱降水模式C -10～+20 -40～+40 0～8 0～30
强降水模式D 0～+50 -40～+40 0～16 0～30
其他 …… …… …… ……
自适应探测系统模式控制表
重复频率/Hz 信号脉宽/us 信号带宽/MHz 脉冲点数/个
晴空模式A 10000 40 2.5 512
多云模式B 10000 40 2.5 512
弱降水模式C 4000 20 5 256
强降水模式D 4000 20 5 256
其他 …… …… …… ……
。

Claims (5)

1.一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，所述毫米波测云雷达包括室内设备和室外设备，所述室内设备包括信号处理机、数据处理机、配电、伺服；其特征在于所述信号处理机中设有第一自适应探测模块，所述数据处理机中设有了第二自适应探测模块，所述数据处理机中设有自适应探测数据库，所述自适应探测数据库中存储了自适应探测系统模式识别表和自适应探测系统模式控制表。
2.根据权利要求1所述的一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，其特征在于所述室外设备包括天馈线、全固态发射机、数字接收机、汇流环。
3.根据权利要求2所述的一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，其特征在于应用毫米波测云雷达的自适应探测系统，执行自适应探测方法，所述自适应探测方法步骤包括：
a)毫米波测云雷达开机；
b)由数据处理机的雷达控制中心控制雷达工作于默认的晴空模式A；
c)信号处理机在进行常规处理的同时，其第一自适应探测模块根据自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表进行自适应探测数据计算，并将计算结果送给第二自适应探测模块；
d)数据处理机在进行常规处理的同时，其第二自适应探测模块对第一自适应探测模块送来的数据进行分析，通过与自适应探测数据库中的自适应探测系统模式识别表比对，自动识别出适应当前天气的工作模式并将结果反馈给数据处理机的雷达控制中心；
e)数据处理机的雷达控制中心收到第二自适应探测模块的识别结果后，根据自适应探测系统模式控制表重新控制雷达的工作模式；
f)重复c)～f)。
4.根据权利要求1或3所述的一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，其特征在于所述自适应探测系统模式识别表为：
Figure FDA0002942946660000011
5.根据权利要求1或3所述的一种毫米波测云雷达的自适应探测系统，其特征在于所述自适应探测系统模式控制表为：
重复频率/Hz 信号脉宽/us 信号带宽/MHz 脉冲点数/个 晴空模式A F1 T1 B1 N1 多云模式B F2 T2 B2 N2 弱降水模式C F3 T3 B3 N3 强降水模式D F4 T4 B4 N4 其他 …… …… …… ……
。
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