[发明专利]一种基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置

权利要求书

1.一种基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，包括相控阵天线、综合机箱和电源机柜；

所述相控阵天线包括接收天线和发射天线；

所述综合机箱内置发射单元、接收单元、信号产生单元、波束形成单元、信号处理单元、数据处理单元、数据传输单元和通讯模块；所述发射单元包括功率放大器，将输入信号放大输出到发射天线，所述接收单元包括16个低噪声放大器，将信号放大送至波束形成单元，所述波束形成单元包括A/D采样、幅度校准、相位校准及波束指向计算；

所述信号处理单元包括调频信号脉冲压缩和FFT计算；

所述数据处理单元进行谱矩分析，得到径向速度，再融合得到河流的表面速度；

所述数据传输单元双向传输数据，将河流表面速度数据发送到指定地点，并接收命令；

所述电源机柜内有蓄电池和市电接口，用于接入市电或者其他电源，转换成雷达各部分需要的电源电压。

2.根据权利要求1所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述接收天线与发射天线一共17根。

3.根据权利要求2所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述接收天线由16根天线阵子采用相控阵技术组成，所述天线阵子之间的间距为0.6λ，所述λ为雷达波长，所述天线阵子按照线阵形式排列；所述发射天线为1根天线阵子。

4.根据权利要求1所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述信号产生单元包括信号发生器及激励源，信号产生单元产生窄脉冲信号及宽脉冲调频连续波脉冲信号，在信号处理单元中完成宽脉冲调频连续波脉冲压缩处理得到信号。

5.根据权利要求3所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述天线阵子接收到信号后，在波束形成单元中完成16路信号的A/D采样，对各路之间的幅度和相位进行校准，得到补偿16路接收通道的增益与相位的变化后的校准信号。

6.根据权利要求5所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述校准信号根据期望的波束指向进行合成，形成接收波束。

7.根据权利要求6所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述接收波束将信号输入到信号处理单元，在信号处理单元中进行脉冲压缩，实现距离上的高精度分辨率，再进行加窗FFT计算，得到功率谱。

8.根据权利要求1所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述雷达装置在通道校准时采用发射天线作为校准单元，将发射天线分别与每个接收天线单元靠近，距离为1m左右，得到每一路接收通道的幅度和相位。

9.根据权利要求8所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述雷达装置为2台相控阵河流雷达，沿河边平行设置或沿河对面设置来获取河流表面流场分布。

10.根据权利要求9所述的基于相控阵技术的高分辨率河流雷达装置，其特征在于，所述2台相控阵河流雷达接收到指令后同时开始发射信号，分别得到河流表面径向速度，采用矢量合成算法，得到河流表面每个监测单元的流速和流向数据。