一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统技术方案

本发明专利技术涉及一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，包括天馈系统、K波段接收机、V波段接收机、恒温控制系统、AD采集与转换系统、监控系统、数据处理终端系统、伺服控制系统、标校系统；天馈系统输出端分别连接K波段接收机和V波段接收机输入端，K波段接收机和V波段接收机的输出端均连接AD采集与转换系统的输入端，AD采集与转换系统输出端连接监控系统的输入端，监控系统与恒温控制系统、数据处理终端系统、伺服控制系统之间均双向通信连接，监控系统的输出端连接标校系统的输入端，标校系统的输出端分别连接K波段接收机和V波段接收机的输入端。本发明专利技术具有成本低、探测精度高、适应性较强的优点，且能够对大气进行连续探测。

【技术实现步骤摘要】
一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统
本专利技术属于气象探测设备领域，具体地讲涉及一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统。
技术介绍
地基毫米波辐射计是通过被动接收一定距离以外大气的辐射波，应用反演的方法推算出大气参数的一种探测技术和设备。作为一种被动无源探空设备，地基多通道毫米波辐射计是大气探测的重要手段之一，与地基探空雷达相比，成本低，无电磁污染，与探空气球相比，具有可以进行连续不间断观测的优点，能够实现其覆盖区域内气象要素的常年不间断观测，同时还具有隐蔽性强等特点。可应用于探测大气温度廓线、湿度廓线、水汽、云水含量、降水和大气成分等重要大气参数。在数值天气、气候预报模式、人工影响天气以及灾害性天气监测等许多领域都有着重要的应用。但是目前星载辐射计对于对流层以下的近地面气象目标的观测能力受到地球大气层的严重阻碍，同时气象卫星对于某地观测的时空分辨率也非常的低，因而对于短时天气变化趋势的预测力不从心。因此提供一种地基毫米波辐射计对大气进行探测很有必要。
技术实现思路
根据现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，其具有成本低、探测精度高、适应性较强的优点，且能够对大气进行连续探测。本专利技术采用以下技术方案：一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，包括天馈系统、K波段接收机、V波段接收机、恒温控制系统、AD采集与转换系统、监控系统、数据处理终端系统、伺服控制系统、标校系统；所述天馈系统的输出端分别连接K波段接收机和V波段接收机的输入端，K波段接收机和V波段接收机的输出端均连接AD采集与转换系统的输入端，K波段接收机和V波段接收机位于恒温控制系统的温度输出环境中，AD采集与转换系统的输出端连接监控系统的输入端，监控系统与恒温控制系统、监控系统与数据处理终端系统、监控系统与伺服控制系统均双向通信连接，监控系统的输出端连接标校系统的输入端，标校系统的输出端分别连接K波段接收机和V波段接收机的输入端，伺服控制系统与天馈系统固定连接。优选的，所述天馈系统接收大气中的辐射信号，并将辐射信号分为K波段信息和V波段信息，K波段信息传输至K波段接收机，V波段信息传输至V波段接收机；所述天馈系统同时接收伺服控制系统的位置控制指令；所述K波段接收机接收由天馈系统传输的K波段信息，处理后得到的模拟电信号传输给AD采集与转换系统；所述K波段接收机接收恒温控制系统的温度控制信息、标校系统的标校信息；所述V波段接收机接收由天馈系统传输的V波段信息，处理后得到的模拟电信号传输给AD采集与转换系统；所述V波段接收机接收恒温控制系统的温度控制信息、标校系统的标校信息；所述恒温控制系统，接收监控系统发送的温度控制信号，并将恒温控制系统的温度状态信息传输至监控系统；所述恒温控制系统为K波段接收机、V波段接收机提供设定的温度环境；所述AD采集与转换系统接收由K波段接收机、V波段接收机传输的模拟电信号，并转化为数字信息后传输至监控系统；所述监控系统接收数据处理终端系统发送的温度控制信号、伺服控制信号、标校控制信号，且向恒温控制系统发送温度控制信号、向伺服控制系统发送伺服控制信号、向标校系统发送标校控制信号；同时监控系统接收由恒温控制系统传输的温度状态信息、由AD采集与转换系统传输的数字信息、由伺服控制系统传输的位置信息；所述数据处理终端系统发送温度控制信号、伺服控制信号、标校控制信号给监控系统，同时接收由监控系统传输的温度状态信息、数字信息和位置信息；所述伺服控制系统接收监控系统发送的伺服控制信号，同时向天馈系统发送位置控制指令；所述标校系统接收监控系统传输的标校控制信号，并向K波段接收机、V波段接收机发送标校信息。进一步优选的，所述天馈系统包括抛物偏置反射面、分波器、K波段波纹馈电喇叭、V波段波纹馈电喇叭；所述抛物偏置反射面接收大气中的氧气和水汽的辐射信号并反射到分波器，分波器将辐射信号中的K波段信息直接透过到K波段波纹馈电喇叭、将辐射信号中的V波段信息反射到V波段波纹馈电喇叭；所述K波段信息通过K波段波纹馈电喇叭传输至K波段接收机，V波段信息通过V波段波纹馈电喇叭传输至V波段接收机；同时接收伺服控制系统的位置控制指令。更进一步优选的，所述K波段接收机包括耦合器Ⅰ、低噪声放大器Ⅰ、多通道功分器Ⅰ、带通滤波器组Ⅰ和检波器组Ⅰ；所述耦合器Ⅰ的输入端连接K波段波纹馈电喇叭的输出端，耦合器Ⅰ的输出端连接低噪声放大器Ⅰ的输入端，低噪声放大器Ⅰ的输出端连接多通道功分器Ⅰ的输入端，多通道功分器Ⅰ的多个输出端与带通滤波器组Ⅰ的多个输入端对应连接，带通滤波器组Ⅰ的多个输出端与检波器组Ⅰ的多个输入端对应连接，检波器组Ⅰ的多个输出端均连接AD采集与转换系统的输入端；所述耦合器Ⅰ的耦合输入端连接标校系统的输出端；所述耦合器Ⅰ、低噪声放大器Ⅰ、多通道功分器Ⅰ、带通滤波器组Ⅰ和检波器组Ⅰ均位于恒温控制系统的温度输出环境中。所述V波段接收机包括耦合器Ⅱ、低噪声放大器Ⅱ、多通道功分器Ⅱ、带通滤波器组Ⅱ和检波器组Ⅱ；所述耦合器Ⅱ的输入端连接V波段波纹馈电喇叭的输出端，耦合器Ⅱ的输出端连接低噪声放大器Ⅱ的输入端，低噪声放大器Ⅱ的输出端连接多通道功分器Ⅱ的输入端，多通道功分器Ⅱ的多个输出端与带通滤波器组Ⅱ的多个输入端对应连接，带通滤波器组Ⅱ的多个输出端与检波器组Ⅱ的多个输入端对应连接，检波器组Ⅱ的多个输出端均连接AD采集与转换系统的输入端；所述耦合器Ⅱ的耦合输入端连接标校系统的输出端；所述耦合器Ⅱ、低噪声放大器Ⅱ、多通道功分器Ⅱ、带通滤波器组Ⅱ和检波器组Ⅱ均位于恒温控制系统的温度输出环境中。更进一步优选的，所述恒温控制系统包括恒温控制板、风扇、TEC半导体制冷片；所述恒温控制板的输入端连接监控系统的输出端，恒温控制板的控制端分别连接风扇和TEC半导体制冷片；所述TEC半导体制冷片位于风扇的出风口处，且所述耦合器Ⅰ、低噪声放大器Ⅰ、多通道功分器Ⅰ、带通滤波器组Ⅰ和检波器组Ⅰ、耦合器Ⅱ、低噪声放大器Ⅱ、多通道功分器Ⅱ、带通滤波器组Ⅱ和检波器组Ⅱ均设置在TEC半导体制冷片背离风扇的一侧。更进一步优选的，所述AD采集与转换系统包括FPGA监控板、信号采集板Ⅰ、信号采集板Ⅱ；所述信号采集板Ⅰ的输入端连接检波器组Ⅰ的输出端，信号采集板Ⅰ的输出端连接FPGA监控板的输入端，所述信号采集板Ⅱ的输入端连接检波器组Ⅱ的输出端，信号采集板Ⅱ的输出端连接FPGA监控板的输入端，FPGA监控板的输出端连接监控系统的输入端。更进一步优选的，所述监控系统包括FPGA阵列版、数据转换单元、输入输出单元；所述FPGA阵列版的输入端连接FPGA监控板的输出端，FPGA阵列版的输出端连接数据转换单元的输入端，数据转换单元与数据处理终端系统双向通信连接；所述FPGA阵列版与输入输出单元双向通信连接，输入输出单元均与恒温控制板、伺服控制系统双向通信连接，输入输出单元的输出端连接标校系统的输入端。更进一步优选的，所述数据处理终端系统包括通讯单元、标校控制单元、数据处理单元、文件存储单元、终端显示单元；所述通讯单元均与数据转换单元、标校控制单元、数据处理单元双向通信连接，标校控制单元的输出端连接文件存储单元的输入端，数据处理单元的输出端分别连接文件存储单元和终端显示单元的输入端。更进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，其特征在于：包括天馈系统(1)、K波段接收机(2)、V波段接收机(3)、恒温控制系统(4)、AD采集与转换系统(5)、监控系统(6)、数据处理终端系统(7)、伺服控制系统(8)、标校系统(9)；所述天馈系统(1)的输出端分别连接K波段接收机(2)和V波段接收机(3)的输入端，K波段接收机(2)和V波段接收机(3)的输出端均连接AD采集与转换系统(5)的输入端，K波段接收机(2)和V波段接收机(3)位于恒温控制系统(4)的温度输出环境中，AD采集与转换系统(5)的输出端连接监控系统(6)的输入端，监控系统(6)与恒温控制系统(4)、监控系统(6)与数据处理终端系统(7)、监控系统(6)与伺服控制系统(8)均双向通信连接，监控系统(6)的输出端连接标校系统(9)的输入端，标校系统(9)的输出端分别连接K波段接收机(2)和V波段接收机(3)的输入端，伺服控制系统(8)与天馈系统(1)固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，其特征在于：包括天馈系统(1)、K波段接收机(2)、V波段接收机(3)、恒温控制系统(4)、AD采集与转换系统(5)、监控系统(6)、数据处理终端系统(7)、伺服控制系统(8)、标校系统(9)；所述天馈系统(1)的输出端分别连接K波段接收机(2)和V波段接收机(3)的输入端，K波段接收机(2)和V波段接收机(3)的输出端均连接AD采集与转换系统(5)的输入端，K波段接收机(2)和V波段接收机(3)位于恒温控制系统(4)的温度输出环境中，AD采集与转换系统(5)的输出端连接监控系统(6)的输入端，监控系统(6)与恒温控制系统(4)、监控系统(6)与数据处理终端系统(7)、监控系统(6)与伺服控制系统(8)均双向通信连接，监控系统(6)的输出端连接标校系统(9)的输入端，标校系统(9)的输出端分别连接K波段接收机(2)和V波段接收机(3)的输入端，伺服控制系统(8)与天馈系统(1)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，其特征在于：所述天馈系统(1)接收大气中的辐射信号，并将辐射信号分为K波段信息和V波段信息，K波段信息传输至K波段接收机(2)，V波段信息传输至V波段接收机(3)；所述天馈系统(1)同时接收伺服控制系统(8)的位置控制指令；所述K波段接收机(2)接收由天馈系统(1)传输的K波段信息，处理后得到的模拟电信号传输给AD采集与转换系统(5)；所述K波段接收机(2)接收恒温控制系统(4)的温度控制信息、标校系统(9)的标校信息；所述V波段接收机(3)接收由天馈系统(1)传输的V波段信息，处理后得到的模拟电信号传输给AD采集与转换系统(5)；所述V波段接收机(3)接收恒温控制系统(4)的温度控制信息、标校系统(9)的标校信息；所述恒温控制系统(4)，接收监控系统(6)发送的温度控制信号，并将恒温控制系统(4)的温度状态信息传输至监控系统(6)；所述恒温控制系统(4)为K波段接收机(2)、V波段接收机(3)提供设定的温度环境；所述AD采集与转换系统(5)接收由K波段接收机(2)、V波段接收机(3)传输的模拟电信号，并转化为数字信息后传输至监控系统(6)；所述监控系统(6)接收数据处理终端系统(7)发送的温度控制信号、伺服控制信号、标校控制信号，且向恒温控制系统(4)发送温度控制信号、向伺服控制系统(8)发送伺服控制信号、向标校系统(9)发送标校控制信号；同时监控系统(6)接收由恒温控制系统(4)传输的温度状态信息、由AD采集与转换系统(5)传输的数字信息、由伺服控制系统(8)传输的位置信息；所述数据处理终端系统(7)发送温度控制信号、伺服控制信号、标校控制信号给监控系统(6)，同时接收由监控系统(6)传输的温度状态信息、数字信息和位置信息；所述伺服控制系统(8)接收监控系统(6)发送的伺服控制信号，同时向天馈系统(1)发送位置控制指令；所述标校系统(9)接收监控系统(6)传输的标校控制信号，并向K波段接收机(2)、V波段接收机(3)发送标校信息。3.根据权利要求2所述的一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，其特征在于：所述天馈系统(1)包括抛物偏置反射面(11)、分波器(12)、K波段波纹馈电喇叭(13)、V波段波纹馈电喇叭(14)；所述抛物偏置反射面(11)接收大气中的氧气和水汽的辐射信号并反射到分波器(12)，分波器(12)将辐射信号中的K波段信息直接透过到K波段波纹馈电喇叭(13)、将辐射信号中的V波段信息反射到V波段波纹馈电喇叭(14)；所述K波段信息通过K波段波纹馈电喇叭(13)传输至K波段接收机(2)，V波段信息通过V波段波纹馈电喇叭(14)传输至V波段接收机(3)；同时接收伺服控制系统(8)的位置控制指令。4.根据权利要求3所述的一种直检式并行多通道地基微波辐射计系统，其特征在于：所述K波段接收机(2)包括耦合器Ⅰ(21)、低噪声放大器Ⅰ(22)、多通道功分器Ⅰ(23)、带通滤波器组Ⅰ(24)和检波器组Ⅰ(25)；所述耦合器I(21)的输入端连接K波段波纹馈电喇叭(13)的输出端，耦合器Ⅰ(21)的输出端连接低噪声放大器Ⅰ(22)的输入端，低噪声放大器Ⅰ(22)的输出端连接多通道功分器Ⅰ(23)的输入端，多通道功分器Ⅰ(23)的多个输出端与带通滤波器组Ⅰ(24)的多个输入端对应连接，带通滤波器组Ⅰ(24)的多个输出端与检波器组Ⅰ(25)的多个输入端对应连接，检波器组Ⅰ(25)的多个输出端均连接AD采集与转换系统(5)的输入端；所述耦合器Ⅰ(21)的耦合输入端连接标校系统(9)的输出端；所述耦合器Ⅰ(21)、低噪声放大器Ⅰ(22)、多通道功分器Ⅰ(23)、带通滤波器组Ⅰ(24)和检波器组Ⅰ(25)均位于恒温控制系统(4)的温度输出环境中；所述V波段接收机(3)包括耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林菲，卞真稳，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34