[发明专利]一种毫米波测云雷达实时标校系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种毫米波测云雷达实时标校系统及方法。

背景技术

毫米波测云雷达主要用于对云、雾、弱降水等气象目标的探测，利用小粒子对电磁波的散射作用，连续探测站点上空一定区域内气象目标的回波信号，获取高时空分辨率的气象目标信息，具有对立体空间中气象目标进行精确观测的能力，能够持续监测天气的变化。可应用于大气科学研究、人工影响天气、云自动化观测、环境污染监测、机场气象保障、军事气象保障等方面和领域。

随着毫米波测云雷达技术的发展，对观测资料定量测量精度的要求越来越高，保证测量精度的技术方法就是对发射机功率、接收机增益雷达参数进行标校，从而得到准确的气象目标参数；通常的标校方法是定期使用专用仪器对雷达进行标校测量，在一段时间内使用同一组标校数据，这种方法能够保证一定的测量精度。实际上雷达参数受环境条件、运行时间等因素的影响，会经常发生变化。因此，要求对雷达参数能够进行实时自动的机内标校，以便提高测云雷达观测资料的测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种毫米波测云雷达实时标校系统及方法，解决原有毫米波测云雷达只能定期进行机外标校，不具备实时性，不能充分保证观测资料测量精度的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种毫米波测云雷达实时标校系统，包括系统控制模块(1)、信号处理模块(2)、接收机(3)、发射机(4)和实时数据处理模块(5)；

所述系统控制模块(1)，用于控制标校和目标探测过程；

所述信号处理模块(2)，用于产生同步控制信号并输出给接收机(3)，还用于对接收机(3)发送的标校测试信号、发射功率监测信号和目标回波信号分别进行信号处理，分别得到相应的功率谱数据，并将功率谱数据发送给系统控制模块(1)；

所述接收机(3)，用于在每个同步周期产生一个接收机标校测试信号，发送给信号处理模块(2)，实现接收机通道增益标校，在同一个周期内产生目标探测驱动信号，发送给发射机(4)；还用于将接收的目标探测回波信号发给信号处理模块(2)；

所述发送机(4)，用于将目标探测驱动信号向空间发射时，同时生成发射功率监测信号，经接收机(3)处理后发送给信号处理模块(2)，实现发射机发射功率标校；

所述实时数据处理模块(5)，用于从系统控制模块(1)获得功率谱数据，对功率谱数据进行处理得到相关参数，利用相关参数计算标校数据。

本发明的有益效果是：本发明通过对毫米波测云雷达在实际探测过程中增加实时标校信号，对发射机功率、接收机接收通道的增益进行在线测量和标校，实时获得雷达系统的状态参数，对目标回波强度进行实时标校，保证了探测数据定量测量的准确度，从而为气象观测提供真实可信的观测资料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述接收机(3)包括三个接收通道，分别为水平极化接收通道、垂直极化接收通道和辅助接收通道；所述信号处理模块(2)包括两个处理通道，分别为第一处理通道和第二处理通道，接收机(3)的水平极化接收通道与信号处理模块(2)的第一处理通道连接，接收机(3)的垂直极化接收通道和辅助接收通道通过切换开关与信号处理模块(2)的第二处理通道连接，在进行发射机发射功率标校测量时，第二处理通道与接收机(3)的辅助通道连接，在进行接收机(3)接收通道增益标校测量与回波信号测量时，第二处理通道与垂直极化接收通道连接。

进一步，所述接收机(3)通过水平极化接收通道和垂直极化接收通道对接收机标校测试信号进行下变频处理，进而发送给信号处理模块(2)，实现对接收机(3)的水平极化接收通道和垂直极化接收通道增益的标校测量。

进一步，所述发射机(4)对接收机(3)发送的目标探测驱动信号进行放大处理，进而辐射到空间中，同时发射机(4)的耦合器形成发射功率监测信号，发送给接收机(3)，并经接收机(3)的辅助接收通道进行下变频处理发送给信号处理模块(2)，实现对发射机(4)发射功率的标校测量。

进一步，所述接收机(3)接收目标回波信号，分别发送给水平极化接收通道和垂直极化接收通道，两个极化接收通道对回波信号进行下变频处理，进而发送给信号处理模块(2)，实现回波信号测量。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种毫米波测云雷达实时标校方法，包括如下步骤：

步骤1，系统控制模块控制启动实时标校和目标探测的运行过程；