[實用新型]用于雙頻、多頻微波鏈路測量降水量的采集裝置

有效

• 申請號: 201420349751.X
• 申請日: 2014-06-28
• 公開（公告）號: CN204102307U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 印敏;王培章;梁妙元;高太長;劉西川;姜世泰;孫梯全
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G01W1/14
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張慧清

技術領域

本發明涉及一種氣象信息處理與應用領域，特別是涉及用于雙頻、多頻微波鏈路測量降水量的信息處理與應用領域，更為具體的說是涉及用于雙頻、多頻微波鏈路測量降水量的采集裝置。?

背景技術

利用微波鏈路測量降水是近年來提出的降水測量的最新方法，具有高時空分辨率的獨特優勢。主要依據雨衰—降水量關系模型，通過實際測量降水時微波鏈路上的雨致信號衰減，反演計算得到實際降水量。由于雨致衰減受雨滴譜分布、雨滴形狀、雨滴溫度等因素影響，并且這些因素通常是未知的。為了在未知這些信息的情況下，獲得更小的反演誤差，人們提出利用雙頻鏈路或多頻鏈路測量降水量的思想，即近距離平行設置兩條或多條不同頻段的試驗鏈路，同時對降水進行觀測。?

在試驗過程中，由于試驗鏈路上的每個頻率均需要一套獨立的發送及接收設備，并且每間隔一段時間采集一次數據，利用雙頻/多頻微波鏈路進行降水測量則需要2套或多套信號發射及信號接收設備并行設置在試驗鏈路的發送端和接收端，使用儀器較多，不同頻段的試驗儀器為了避免相互影響還需要間隔一定距離，導致空間上采集數據的誤差。?

因此目前關于利用雙頻或多頻微波鏈路測量降水的研究主要停留在理論方面，沒有對該理論的實現技術進行專門探討，尤其是實現自動化測量是將其推廣應用的必要條件。?

發明內容

本發明正式基于這樣的研究基礎，創造性的公開了一種用于雙頻、多頻微波鏈路測量降水量的采集裝置，并且配套的公開了基于這一采集裝置的測量方法，從而實現了利用雙頻鏈路或多頻鏈路測量降水量的目的。更為重要的是，保證了采集過程中數據的可靠性和準確性。?

本發明的發明目的之一，是公開一種將雙頻、多頻微波鏈路測量降水量方法實現的實驗裝置，而其中最為重要就是要保證采集過程中獲得的數據的可靠性和準確性，為了實現這一發明目的，本發明公開了用于雙頻、多頻微波鏈路測量降水量的采集裝置，所述采集裝置的組成部分如下，首先有一寬帶信號發生器，以及與寬帶信號發生器連接的發送端微波電子開關，所述發送端微波電子開關處設置有n個不同頻率的發送天線，所述發送天線分別與發送端電子開關信號連接；其次有一寬帶信號頻譜分析儀，以及與寬帶信號頻譜儀連接的接收端微波電子開關，所述接收端微波電子開關處設置有n個不同頻率的接收天線，所述接收天線與發送天線相互對應，并與接收端微波電子開關信號連接。?

寬帶信號發生器用于產生雙頻、多頻微波鏈路所需要的2個或者多個頻率的微波信號。發送端微波電子開關用以切換不同的發射頻率，并通過與之信號連接的發送天線將微波信號發射至空中。與發送天線對應的接收天線接收到來自空中的微波信號，并在接收端微波電子開關的配合下，將接收到的微波信號傳送至寬帶信號頻譜分析儀。?

至此，就完成了雙頻、多頻微波鏈路測量降水量所需要的信號采集工作。?

進一步地，我們公開了還包括有微波電子開關控制器。從而可以實現不同頻率之間的自動切換。?

這里這個微波電子開關控制器可以用單片機電路實現，也可以選擇PC機與外圍電路組合的方式實現，通過產生0~5V的定時方波信號，作為微波電子開關的輸入控制信號。發送端和接收端的微波電子開關定時信號必須保持同步。為了保證方波信號的統一調配，我們可以直接利用單片機進行同步，也可以用PC機將多個外圍方波發射電路統一聯網至PC機，利用PC機本身的時間統一性，定時、統一開啟方波發射電路。?

同時，作為一種自動記錄的優選方式，我們還公開還包括有發送端記錄儀、接收端記錄儀。?

記錄儀可以選用PC機，測量儀器通過網口或者GPIB端口與PC機相連接，PC機通過發送讀取數據指令，獲取測量儀器的輸出數據，并保存在本地文件內。?

本發明的另一發明目的，是在實現雙頻、多頻微波鏈路測量降水量方法的基礎上，進一步簡化整個測量結構，合理利用測量時間，做到準確、高效的數據獲取。為了實現這一目的，本發明進一步公開一種基于前述用于雙頻、多頻微波鏈路測量降水量的采集裝置的降水量測定方法，包括以下步驟：?

步驟1，確定用于測量降水量的微波鏈路的測量頻率個數為n個，確定信號采集的個數為m個/分鐘，設定發送端微波電子開關的切換頻率為秒/次；

步驟2，發送端微波電子開關每間隔秒在n個測量頻率間順序切換一次發送頻率，并記錄發射時間、發射頻率、發射功率；

步驟3，接收端微波電子開關與發送端微波電子開關保持同步，每間隔秒在n個頻率間順序切換一次對應的接收頻率，并記錄接收時間、接收頻率、接收電平；