[发明专利]一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统及方法

权利要求书

1.一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统，其特征在于：包括若干个雷达节点，若干雷达节点依次连接，形成雷达网络（1），每个雷达节点包括受依次连接的阵列天线（11）、收发组件（12）、上下变频器（13）和中频收发激励器（14），所述中频收发激励器（14）输出端依次连接数据摄取器（15）、雷达数据处理器（16）和显示模块（2），所述雷达网络（1）输入端通过网络与雷达控制和操作界面模块（3）连接。

2.据权利要求1所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统，其特征在于：所述收发组件（12）包括接收单元（121）、功放（122）、数模电路（123）、电源控制（124）、散热系统（125）和发射单元（126）。

3.据权利要求1所述一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统，所述上下变频器（13）包括上变频器（131）和下变频器（132），所述收发组件（12）输出端分别与上变频器（131）和下变频器（132）连接，所述上变频器（131）输出端中频收发激励器（14）连接，所述下变频器（132）输入端与中频收发激励器（14）连接。

4.一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，具体包括以下步骤：

1）识别并列出重大气象活动：雷达的用户或操作员通过雷达控制和操作界面模块选定重大气象活动，雷达控制和操作界面模块自动加载对应气象活动的特征参数和其运动状况的预定模型；

2）雷达网络定位所选的重大气象活动；

3）雷达网络预测选定重大气象活动未来移动位置；

4）雷达网络更新扫描场景；

5）为下一个扫描周期运行新扫描场景，阵列天线收集数据并发送至雷达数据处理器中；

6）雷达数字处理器处理数据和检测、定位重大气象活动并生成二级和三级气象产品；

7）显示模块用于接收二级和三级气象产品及其通过步骤4)更新的状态和重要的天气活动的位置,并在地图上显示出来；

8)返回步骤3)。

5.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于：所述步骤2）具体步骤为：根据所选重大天气活动的特征，每次雷达网络会进行全覆盖扫描去确定其是否存在；一旦被识别,其所在的当前位置的方位、距离和高度都会被记录下来。

6.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于：所述步骤3）具体步骤为：使用预定义的模式并根据相应设定的环境参数如风速和风向等来估计已选择的重要气象活动的未来移动位置。

7.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于：所述步骤4）中的更新扫描场景的具体步骤为：将重大气象活动预测的位置融入雷达网络扫描的驻留位置或者时间中，并在驻留位置上将雷达光束指向可能出现重大气象的区域。

8.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于：所述步骤5）中收集数据并发送雷达数据处理器中具体步骤为：

51）各个雷达节点依次通过天线、收发组件、上下变频器和中频收发激励器接受雷达信号；

52）数据摄取器接收并处理来自中频收发激励器的数据；

53）数据摄取器把接收到的雷达信号转换为雷达数字处理器可识别的格式。

9.根据权利要求8所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于：所述步骤52）中数据摄取器的数据处理过程包括纠正数据丢失或数据错误，或者遗弃这些纠正数据丢失或数据错误，同时将低波束数据提取出来。

10.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于：所述步骤6）中二级和三级气象产品包括反射率、微分反射率,相关系数、频谱宽度、径向速度、和差分相移。