一种相控阵天气雷达的标定系统技术方案

本申请公开了一种相控阵天气雷达的标定系统，该系统由标定控制电路、标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器构成，其中，数字采样模块实现了系统中标定信号的模拟‑数字转换，使得该系统具有发射数字波束和接收数字波束的能能力，提高了对接收和发射信号的相位分辨率。另外，所述相控阵天气雷达的标定系统除了可以实现对待测雷达的接收通道幅相一致性以及发射通道幅相一致性测试之外，还可以进行发射信号延迟标定、噪声系数标定、回波强度标定、极限改善因子、动态范围、灵敏度和径向速度标定等项目的标定，扩展了对于待测雷达的标定项目，提高了待测雷达对于气象回波的识别度。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵天气雷达的标定系统
本申请涉及雷达标定
，更具体地说，涉及一种相控阵天气雷达的标定系统。
技术介绍
目前天气雷达完成一次全空域扫描探测需要6分钟，对雷暴、下击暴流、龙卷和风切变等强危险性强对流天气，因其尺度小、变化速度快等特点，无法及时获取其精细化的三维结构，失去了对此类危险性天气的识别和检测预警能力。相控阵天气雷达除具有与传统天气雷达同样的探测能力强和覆盖范围之外，还具有探测时间短、精细化测量、稳定性可靠性高等主要特点。相控阵天气雷达能够实时监测强对流危害性天气的生成、发展、消散和移动等状态，及时捕获中小尺度风暴、暴雨、风切变、冰雹、龙卷、大风等灾害性天气过程中精细化的气象特征数据，为气象部门对天气识别与决策提供可靠的依据，能更好地满足气象预报与气象保障的技术要求，并进行有效的监测和预警。相控阵天气雷达系统在长期运行过程中，阵面上有几十到上百个发射通道和接收通道，因器件老化、温度变化等因素会造成幅度和相位变化，几十到上百个通道性能参数微动，可造成天线阵面性能恶化。因此需要对相控阵天气雷达系统进行标定，采用相控阵标定监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵天气雷达的标定系统，其特征在于，包括：标定控制电路、标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器，所述信号收发模块包括多个接收通道和多个发射通道，各所述接收通道和各所述发射通道与待测雷达的各天线单元一一对应；所述相控阵天气雷达的标定系统还包括第一状态和第二状态；/n当所述相控阵天气雷达的标定系统处于第一状态时，所述标定控制电路控制所述标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器对所述待测雷达的接收通道幅相一致性以及发射通道幅相一致性进行测试；/n当所述相控阵天气雷达的标定系统处于第二状态时，所述标定控制电路控制所述标...

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天气雷达的标定系统，其特征在于，包括：标定控制电路、标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器，所述信号收发模块包括多个接收通道和多个发射通道，各所述接收通道和各所述发射通道与待测雷达的各天线单元一一对应；所述相控阵天气雷达的标定系统还包括第一状态和第二状态；
当所述相控阵天气雷达的标定系统处于第一状态时，所述标定控制电路控制所述标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器对所述待测雷达的接收通道幅相一致性以及发射通道幅相一致性进行测试；
当所述相控阵天气雷达的标定系统处于第二状态时，所述标定控制电路控制所述标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器对所述待测雷达进行发射信号延迟标定；
所述发射信号延迟标定过程包括：所述数字采样模块逐一导通所述发射通道与所述信号分配模块，导通的发射通道将所述待测雷达的发射信号通过所述信号分配模块进行功率合成处理后传输给所述中间信号模块，所述中间信号模块对接收的发射信号进行处理分别获得发射耦合信号和发射延迟信号，所述发射延迟信号通过信号分配模块的功率分配处理后经信号收发模块、数字采样模块、信号处理器，对发射延迟信号进行模数转换和计算后，获得所述待测雷达的发射信号延迟标定参数。


2.根据权利要求1所述的相控阵天气雷达的标定系统，其特征在于，还包括第三状态；
当所述相控阵天气雷达的标定系统处于第三状态时，所述标定控制电路控制所述标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器对所述待测雷达进行噪声系数标定；
所述噪声系数标定过程包括：
所述信号处理器获取各所述接收通道接收到的工作信号的读数，所述标定控制电路控制所述中间信号模块产生标定噪声信号，所述标定噪声信号经过所述中间信号模块的耦合和所述信号分配模块的功分处理后，进入所述信号收发模块的接收通道，所述信号收发模块的接收通道对耦合后接收的所述标定噪声信号以及所述工作信号分时传输给所述数字采样模块，所述数字采样模块对接收的耦合后信号进行模数转换后，获得待计算信号，所述信号处理器根据所述工作信号的读数以及所述待计算信号进行计算，以计算获得各所述信号收发模块的接收通道的噪声系数。


3.根据权利要求2所述的相控阵天气雷达的标定系统，其特征在于，所述计算获得各所述信号收发模块的接收通道的噪声系数包括：
将所述工作信号的读数以及所述待计算信号代入第一预设公式，以计算获得各所述接收通道的噪声系数；
所述第一预设公式包括：其中，NF表示所述噪声系数，ENR表示所述标定噪声信号的超噪比，P2表示所述待计算信号的读数，P1表示所述工作信号的读数。


4.根据权利要求2所述的相控阵天气雷达的标定系统，其特征在于，还包括：第四状态；
当所述相控阵天气雷达的标定系统处于第四状态时，所述标定控制电路控制所述标定模块、中间信号模块、信号分配模块、信号收发模块、数字采样模块和信号处理器对所述待测雷达进行回波强度标定；
所述回波强度标定过程包括：
所述标定控制电路控制所述标定模块发射回波标定信号，所述中间信号模块对所述回波标定信号进行不同程度的信号衰减处理后获得不同强度的回波标定信号，信号衰减处理后的回波标定信号经过所述中间信号模块的放大增益和耦合后输出给所述信号分配模块，所述信号分配模块对接收到的回波标定信号进行功分后分别传输给各所述接收通道；
或
所述中间信号模块获取外界输入的回波标定信号，该外界输入的回波信号具有周期性的不同程度的信号衰减的特征，模拟了不同强度的回波标定信号，经过第二开关后输出给所述信号分配模块，所述信号分配模块对接收到的回波标定信号进行功分后分别传输给各所述接收通道。


5.根据权利要求4所述的相控阵天气雷达的标定系统，其特征在于，所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张垚，刘强，
申请(专利权)人：北京敏视达雷达有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11