[實用新型]一種天氣雷達同步對比觀測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220406904.0
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN202710765U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李學(xué)華
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程學(xué)院
• 主分類號: G01W1/18
• 分類號: G01W1/18
• 代理公司: 北京中海智圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 吳紅飛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種天氣雷達觀測裝置，特別是涉及一種天氣雷達同步對比觀測裝置。?

背景技術(shù)

運用新一代天氣雷達系統(tǒng)(CINRAD)監(jiān)測災(zāi)害性天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展是提高預(yù)報災(zāi)害性天氣準(zhǔn)確度的強有力手段之一。隨著社會、經(jīng)濟的發(fā)展，人們對災(zāi)害性天氣的預(yù)警、預(yù)報要求日益提高，從而對天氣雷達系統(tǒng)的性能要求也越來越高。此外，隨著新的信號處理理論及方法、芯片集成技術(shù)的發(fā)展，天氣雷達信號處理的能力也面臨更多的升級與更新。新技術(shù)和新算法從研究到業(yè)務(wù)應(yīng)用，必須經(jīng)過實際環(huán)境的試驗與驗證過程。目前尚未見到類似功能的天氣雷達同步對比觀測裝置。如圖1所示，現(xiàn)在一種驗證天氣雷達新算法的方法是利用一種IQ數(shù)據(jù)采集裝置，把天氣雷達系統(tǒng)的IQ數(shù)據(jù)首先采集和文件保存，然后事后再進行數(shù)據(jù)文件讀取，插入算法處理和效果對比。?

現(xiàn)有技術(shù)的缺點：?

1、以IQ數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集裝置，無法滿足對數(shù)字中頻算法、信號處理算法的改進對比觀測的要求；?

2、不能進行同步、實時的對比觀測；?

3、以IQ數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集裝置，前提條件是天氣雷達系統(tǒng)提供IQ數(shù)據(jù)接口，受雷達型號的限制，不具有通用性；?

4、不能實現(xiàn)不同距離和方位分辨率的實時顯示。?

導(dǎo)致上述技術(shù)缺點的原因是：?

天氣雷達系統(tǒng)提供的IQ數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)已經(jīng)過信號處理算法后的結(jié)果，其數(shù)字中頻處理算法已經(jīng)無法改變。IQ數(shù)據(jù)采集裝置與天氣雷達系統(tǒng)的接口信號是IQ數(shù)據(jù)，這只限于能提供IQ數(shù)據(jù)接口的天氣雷達，對于無法提供類似數(shù)據(jù)接口的天氣雷達，則無法使用。IQ數(shù)據(jù)采集裝置可實現(xiàn)同步對比顯示，但其主要目的在于驗證采集數(shù)據(jù)的正確性，并未對IQ數(shù)據(jù)的算法進行改進，且無法顯示不同分辨率的顯示。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述問題而提供一種滿足中頻處理算法、信號處理算法及產(chǎn)品處理算法的不同需求，并能實現(xiàn)在不影響業(yè)務(wù)雷達正常使用情況下的一種天氣雷達同步對比觀測裝置。?

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：?

一種天氣雷達同步對比觀測裝置，包括時鐘處理單元、中頻放大/濾波電路、天線角度信號接收電路，數(shù)字中頻電路、數(shù)據(jù)處理卡和終端顯示裝置，所述時鐘處理單元的信號輸入端與雷達系統(tǒng)的時鐘信號輸出端連接，所述中頻放大/濾波電路的信號輸入端與雷達系統(tǒng)的中頻信號輸出端連接，所述天線角度信號接收電路的信號輸入端與雷達系統(tǒng)的天線角度信號輸出端連接，所述時鐘處理單元的信號輸出端和所述中頻放大/濾波電路的信號輸出端分別與所述數(shù)字中頻電路的信號輸入端連接，所述數(shù)字中頻電路和所述天線角度信號接收電路的信號輸出端與所述數(shù)據(jù)處理卡的信號輸入端連接，所述數(shù)據(jù)處理卡的信號輸出端與所述終端顯示裝置的信號輸入端連接。?

時鐘處理單元實現(xiàn)數(shù)字中頻模塊對不同時鐘頻率變換的需求。中頻放大和濾波模塊實現(xiàn)天氣雷達耦合中頻信號的放大，補償因耦合導(dǎo)致的衰減，并進行窄帶濾波、降低噪聲的影響；如果中頻信號和主路信號一樣，則可跳過該模塊。天線角度信號接收電路提供一個可以與天線雷達系統(tǒng)天線模塊通信的接口電路，該電路屬于被動接收電路，只被動接收天線傳輸?shù)慕嵌刃盘枺惠敵隹刂泼睢檫m應(yīng)各種雷達型號的不同需求，該電路提供RS232、5VTTL,+5V差分接口和低壓差分接口LVDS。數(shù)字中頻完成中頻信號的A/D采樣、數(shù)字下變頻、抽取濾波處理，輸出IQ數(shù)據(jù)。數(shù)字下變頻的IQ數(shù)據(jù)輸出率可根據(jù)需要設(shè)置，設(shè)置倍數(shù)包括1、2、3、5、10倍信號帶寬等。由數(shù)據(jù)處理卡把處理后的數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行顯示。信號處理算法可根據(jù)需求進行更改。終端實時顯示軟件主要實現(xiàn)反射率、速度及速度譜寬的PPI、RHI的實時顯示，顯示軟件可根據(jù)需要，實現(xiàn)不同距離分辨率和方位分辨率的顯示。?

作為優(yōu)選，所述時鐘處理單元包括DDS芯片和微控制器。鐘處理模塊采用DDS芯片和微控制器，實現(xiàn)數(shù)字中頻模塊對不同時鐘頻率變換的需求。?

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理卡由FPGA芯片和DSP芯片組成。數(shù)據(jù)處理卡完成天氣雷達的信號處理算法，并由PCI接口把處理后的數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行顯示。?

本實用新型的有益效果是：?

本實用新型天氣雷達測同步觀測對比裝置以天氣雷達提供的雷達中頻信號和天線角度信號為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個不影響天氣雷達正常業(yè)務(wù)使用，能同步實現(xiàn)多種、多層次處理算法同步對比觀測的一種裝置，大大提高天氣雷達信號處理算法的試驗效率，為新的信號處理算法盡快進入業(yè)務(wù)使用，提供了一個非常有利的硬件平臺。?

附圖說明