The invention relates to an automatic radar snow depth observer based on stepped frequency, which solves the technical problem of poor detection accuracy. The vertical distance between the radar host and the snowboard mounted on the ground and the snowfield is not less than 2.5 meters. The radar host includes a transmitting antenna, a receiving antenna, and a linear amplifying power amplifying unit connected sequentially with the transmitting antenna. The signal generating unit is connected with the receiver unit at the same time. The signal processing unit is connected with the receiver unit. The signal generating unit is connected with the communication module, and the signal generating unit interacts with the receiver unit. The angle between the beam center of the transmitting antenna and the receiving antenna and the vertical plane of the radar host is alpha > 10 degrees. The generating unit includes a signal generator and an excitation source which generates stepped frequency modulated continuous wave signal. The technical scheme solves the problem well and can be used in snow depth measurement.
【技术实现步骤摘要】
一种基于步进频的雷达雪深自动观测仪
本专利技术涉及雪深测量领域,具体涉及一种基于步进频的雷达雪深自动观测仪。
技术介绍
积雪深度的探测不仅能够提供气象上的数据资料,更与人们的日常生活息息相关。积雪灾害每年都会给我国带来巨大损失,例如突降大暴雪压坏树木与农作物、过厚积雪造成交通堵塞、高山雪崩等,严重威胁着人民群众的人身与财产安全。雪深探测能够有效监测这些事件的发生,有助于及时处理以便减小受灾损失。同时,地面积雪深度的探测在军事、农业、气象等领域都有着实际的应用意义。在积雪深度探测的各种方法中,人工使用量雪尺测量积雪厚度具有时空密度小,数据连续性差等不足,使用现代电子设备来进行自动积雪观测能够有效克服人工雪深观测的缺陷。中国气象局颁发的行业标准《雪深自动观测仪》中给出了两种观测方法:激光雪深自动观测仪和超声波雪深自动观测仪。但是,这两种雪深自动观测仪都较易受到环境影响。超声波雪深自动观测仪由于波束较宽,一般只能垂直向下测量,这样设备自身会影响降雪。超声波雪深仪易受环境温度、风和降雪过程影响的问题,测量结果波动剧烈。当风速过大时,会影响超声波脉冲,使其偏离传感器下方,使得超声波的速度受到影响,从而影响测量结果;当风速过大或有旋转风时,就会吹起地上的雪,使得被测雪面不平整,因而影响超声波雪深自动观测仪测量结果;吹到探头下方的雪片(低吹雪)也是影响超声波雪深自动观测仪测量精度的一个因素。超声波脉冲遇到漂浮的雪片后返回,从而使到达雪面的超声波脉冲减少,因而影响测量精度。在无风和较低风速时超声波雪深自动观测仪的测量结果较为理想。在降雪初期和融雪后期,激光雪深自动观测仪与 ...
【技术保护点】
1.一种基于步进频的雷达雪深自动观测仪,包括雷达主机以及用于供电的电源模块,其特征在于:所述雷达主机工作频段为K波段;雷达主机与安装在地面处和雪地测量观测面齐平的测雪板的垂直间距不小于2.5米,雷达主机包括发射天线、接收天线,与发射天线依次连接的线性放大的功率放大单元、信号产生单元,与接收天线连接的接收机单元,所述信号产生单元与接收机单元同时连接有信号处理单元,所述信号处理单元连接有通讯模块,所述信号产生单元与接收机单元交互;所述发射天线与接收天线的波束中心与雷达主机垂直面的夹角为α>10°;所述信号产生单元包括产生步进调频连续波信号的信号发生器及激励源;所述接收机单元用于将接收天线输出的信号放大,并与信号产生单元的输出信号进行混频,得到回波信号与发射信号的差频信号,差频信号输出给信号处理单元;所述信号处理单元用于根据差频信号处理到原始回波数据,并在原始回波数据的各脉冲重复周期内进行脉冲周期内匹配滤波压缩处理,利用各脉冲之间频率步进所产生的线性相位信息通过离散傅里叶逆变换处理进行第二次压缩,计算出相位差。
【技术特征摘要】
1.一种基于步进频的雷达雪深自动观测仪,包括雷达主机以及用于供电的电源模块,其特征在于:所述雷达主机工作频段为K波段;雷达主机与安装在地面处和雪地测量观测面齐平的测雪板的垂直间距不小于2.5米,雷达主机包括发射天线、接收天线,与发射天线依次连接的线性放大的功率放大单元、信号产生单元,与接收天线连接的接收机单元,所述信号产生单元与接收机单元同时连接有信号处理单元,所述信号处理单元连接有通讯模块,所述信号产生单元与接收机单元交互;所述发射天线与接收天线的波束中心与雷达主机垂直面的夹角为α>10°;所述信号产生单元包括产生步进调频连续波信号的信号发生器及激励源;所述接收机单元用于将接收天线输出的信号放大,并与信号产生单元的输出信号进行混频,得到回波信号与发射信号的差频信号,差频信号输出给信号处理单元;所述信号处理单元用于根据差频信号处理到原始回波数据,并在原始回波数据的各脉冲重复周期内进行脉冲周期内匹配滤波压缩处理,利用各脉冲之间频率步进所产生的线性相位信息通过离散傅里叶逆变换处理进行第二次压缩,计算出相位差。2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:李忱,林思夏,曾仲毅,张越,
申请(专利权)人:南京信大气象科学技术研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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