一種相控陣天氣雷達機內標校系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種相控陣天氣雷達機內標校系統，包括：信號收發組件，用于信號采集與標校后的信號輸出；標定單元，用于產生激勵信號并發送激勵信號至信號收發組件；數據處理端，用于幅值、相值差值計算與幅相修正參數計算，并將計算結果輸出至信號收發組件。本實用新型專利技術可標校相控陣天氣雷達的發射機各發射通道的幅度和相位，也可以標校接收系統中各接收通道的增益及相位延遲，提高了對天氣探測的時空分辨率。

【技術實現步驟摘要】
一種相控陣天氣雷達機內標校系統
本技術屬于雷達標校
，尤其涉及一種相控陣雷達機內標校系統。
技術介紹
目前我國每年都在遭遇臺風、龍卷風、冰雹、暴雨等災害性天氣的威脅，目前布網的新一代雷達針對復雜多變的極端天氣的檢測和預警存在時空分辨不夠的缺陷，原因是天氣雷達的發射機各發射通道的幅度偏移和相位偏差，導致災害性天氣的預警時間延長。相控陣雷達之所以能夠在幾十秒鐘內掃描完整個空域，得益于相控陣雷達可以多通道同時收發，多通道同時進行數據采集和處理。在相控陣天氣雷達中由于多通道采集，存在各個發射通道的的輸出幅度及相位的差異以及接收系統各個通道存在增益及相位延遲差異。
技術實現思路
本技術的目的就在于為了解決上述問題而提供一種相控陣天氣雷達機內標校系統，包括：信號收發組件，用于信號采集與標校后的信號輸出；標定單元，用于產生激勵信號并發送激勵信號至信號收發組件；數據處理端，用于幅值、相值差值計算與幅相修正參數計算，并將計算結果輸出至信號收發組件。本技術的有益效果在于：本技術可標校相控陣天氣雷達的發射機各發射通道的幅度和相位，也可以標校接收系統中各接收通道的增益及相位延遲，提高了對天氣探測的時空分辨率。附圖說明圖1是本技術的系統原理圖；圖2是實施例的系統原理圖；圖3是標定單元的原理圖；圖4是數據采集單元的原理圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術作進一步說明：如附圖1所示，本技術提供一種相控陣天氣雷達機內標校系統，包括：信號收發組件，用于信號采集與標校后的信號輸出；標定單元，用于產生激勵信號并發送激勵信號至信號收發組件；數據處理端，用于幅值、相值差值計算與幅相修正參數計算，并將計算結果輸出至信號收發組件。進一步的，所述標定單元與信號收發組件之間還連接有功分器，用于將標定單元輸出的激勵信號分成一路或多路至所述信號收發組件。進一步的，所述信號收發組件與標定單元之間還連接有用于將所述信號收發組件的輸出信號耦合至所述標定單元的耦合單元。進一步的，所述標定單元包括模數轉換電路、用于幅相修正的FPGA電路、用于產生激勵信號的波形發生電路與用于與數據處理端數據傳輸的數據收發電路；所述模數轉換電路輸出端與FPGA電路輸入端相連；所述FPGA電路輸出端與波形發生電路相連；所述FPGA電路通過數據收發電路與所述數據處理端相連。進一步的，所述數據處理端包括本地數據處理器與終端處理器；所述本地數據處理器用于信號處理與激勵信號控制；所述終端處理器用于幅值、相值、幅差、相差、以及幅相修正參數計算；所述本地數據處理器與終端處理器數據連接；所述本地數據處理器與所述標定單元、信號收發組件相連。進一步的，所述信號收發組件與數據處理端之間還連接有數據采集單元，用于信號幅值與相值檢測。發射系統標校過程：標定單元產生激勵信號，激勵信號通過功分器后輸入相控陣雷達的多個發射信號收發組件，多個發射信號組件分別對信號進行放大后發射，并將放大后的信號按耦合比例耦合到定向耦合器；標定單元再對定向耦合器內的信號進行采集，并將數據上傳至本地數據處理器；本地數據處理器在對數據進行處理后上傳至終端計算機；終端計算機對標定單元采集的多個處理后的發射信號即發射通道數據進行幅值、相值計算，并計算出各發射通道數據的幅差、相差，并與其設計值進行比較后計算出幅值修正值、以及相值修正值，再將該修正參數發送至本地數據處理器；標定單元將修正參數發送到發射信號收發組件。接收系統標校過程：發射系統標校完成后，多個接收信號組件或采集通道分別對標校完成的信號收發組件輸出的回波信號進行采集，并將回波數據傳輸至本地數據處理器；本地數據處理器進行信號處理后上傳至終端計算機；終端計算機對標定單元采集的多個接收信號即接收通道數據進行幅值、相值計算，得出各通道數據的幅值差、相值差并將其與設定的幅值、相值比較計算出幅值修正參數與相值修正參數，再將修正參數發送至本地數據處理器進行接收通道幅相修正。如附圖2所示標定單元原理圖，波形發生電路產生發射激勵信號輸出至功分器分至各發射通道，模數轉換電路采集定向耦合器輸出的信號后傳輸至FPGA電路進行數據處理。數據收發電路接收FPGA電路輸出的數據并將其串行化后通過光纖傳輸至本地數據處理器；本地數據處理器將數據進一步處理與封裝后上傳至終端計算機。波形發生電路包括數字頻率合成芯片及其外圍電路、差分轉換電路與放大器電路；FPGA電路控制該芯片工作于RAM模式并根據FPGA電路提供的RAM值產生相應頻率的波形。數字頻率合成芯片產生的波形經變壓器由差分轉換電路轉換成單端后經放大器放大輸出至所述功分器。數據收發電路主要用于與數據處理板進行數據交換，該電路可利用SFP模塊將大量數據進行串化并調制到激光載體上，通過光纖進行高速傳輸。本設計采用的是單模雙向全雙工SFP激光模塊。數據采集單元包括依次相連的采集通道電路、第二可編程邏輯電路、時鐘分配電路與第二數據收發電路。采集通道電路用于采集信號收發電路輸出檢測。第二數據收發電路輸出端連接本地數據處處理器。采用數字方式計算幅度與相位，參數可以準確進行標校。本裝置以SFP激光模塊配合單模光纖進行數據傳輸，增強了數據傳輸距離、增強了數據傳輸的穩定性與抗干擾能力。以全數字的方式進行幅相修正，避免了大量類似模擬電路調試的難度與安裝難度，加之本裝置采用大規模集成電路器件(FPGA)，降低了系統龐大的電路結構，降低了系統硬件成本。本技術可標校相控陣天氣雷達的發射機各發射通道的幅度和相位，也可以標校接收系統中各接收通道的增益及相位延遲，提高了對天氣探測的時空分辨率。本技術的技術方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據本技術的技術方案做出的技術變形，均落入本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種相控陣天氣雷達機內標校系統，其特征在于，包括：/n信號收發組件，用于信號采集與標校后的信號輸出；/n標定單元，用于產生激勵信號并發送激勵信號至信號收發組件；/n數據處理端，用于幅值、相值差值計算與幅相修正參數計算，并將計算結果輸出至信號收發組件。/n

【技術特征摘要】
1.一種相控陣天氣雷達機內標校系統，其特征在于，包括：
信號收發組件，用于信號采集與標校后的信號輸出；
標定單元，用于產生激勵信號并發送激勵信號至信號收發組件；
數據處理端，用于幅值、相值差值計算與幅相修正參數計算，并將計算結果輸出至信號收發組件。


2.根據權利要求1所述一種相控陣天氣雷達機內標校系統，其特征在于，所述標定單元與信號收發組件之間還連接有功分器，用于將標定單元輸出的激勵信號分成一路或多路至所述信號收發組件。


3.根據權利要求1所述一種相控陣天氣雷達機內標校系統，其特征在于，所述信號收發組件與標定單元之間還連接有用于將所述信號收發組件的輸出信號耦合至所述標定單元的耦合單元。


4.根據權利要求1-3任一所述一種相控陣天氣雷達機內標校系統，其特征在于，所述標定單元包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯志亞，舒偉，
申請(專利權)人：成都遠望科技有限責任公司，
類型：新型
國別省市：四川;51