[實用新型]寬帶天氣雷達數字化采集模塊

有效

• 申請號: 201420618492.6
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN204256396U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 何建新;黃興有;王振會
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學氣象災害預警預報與評估協同創新中心;成都信息工程學院
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 郭霞

技術領域

本實用新型涉及天氣信號的采集與處理領域，尤其涉及一種寬帶天氣雷達數字化采集模塊。

背景技術

天氣雷達多為脈沖雷達，它以一定的重復頻率發射出持續時間很短(0.25～4微秒)的脈沖波,然后接收被降水粒子散射回來的回波脈沖。降水對雷達發射波的散射和吸收同雨滴譜、雨強、降水粒子的相態、冰晶粒子的形狀和取向等特性有關。因此，分析和判定降水回波，可以確定降水的各種宏觀特性和微物理特性。在降水回波功率和降水強度之間已建立有各種理論和經驗的關系式，利用這些關系，可以根據回波功率測定雷達探測范圍內的降水強度分布和總降水量。目前，天氣雷達信號處理使用欠采樣技術進行數字化中頻處理，但是欠采樣技術存在下述技術缺陷：(1)信號采樣速率相對較低(主要在100Mhz以下)，(2)信號采樣位數相對較少(主要在14位以下)，(3)噪聲抑制技術較差，從而導致欠采樣技術在弱回波下氣象參數估計精度較低。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種寬帶天氣雷達數字化采集模塊。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種寬帶天氣雷達數字化采集模塊，包括采集單元和處理單元，所述采集單元包括中頻信號調理電路、模數轉換器、相參采樣時鐘發生器、時鐘信號處理電路、時鐘信號隔離驅動電路和數字信號隔離驅動電路，所述中頻信號調理電路的信號輸出端與所述模數轉換器的信號輸入端連接，所述相參采樣時鐘發?生器的信號輸出端與所述時鐘信號處理電路的信號輸入端連接，所述時鐘信號處理電路的信號輸出端分別與所述時鐘信號隔離驅動電路的信號輸入端和所述模數轉換器的時鐘信號輸入端連接，所述模數轉換器的信號輸出端與所述數字信號隔離驅動電路的信號輸入端連接，所述處理單元包括DDC控制器、接收電路、飽和補償電路和觸發信號處理電路，所述接收電路的信號輸入端與所述數字信號隔離驅動電路的信號輸出端連接，所述接收電路的信號輸出端與所述DDC控制器的信號輸入端連接，所述DDC控制器的信號輸出端與所述飽和補償電路的信號輸入端連接，所述飽和補償電路的時鐘信號輸入端與所述時鐘信號隔離驅動電路的信號輸出端連接，所述飽和補償電路的補償信號輸出端與所述DDC控制器的補償信號輸入端連接，所述觸發信號處理電路的信號輸出端與所述DDC控制器的觸發信號輸入端連接。

進一步，所述處理單元還包括初始化電路，所述初始化電路與所述DDC控制器的復位信號輸入端連接。

具體地，所述中頻信號調理電路的信號輸入端為IF輸入端，所述相參采樣時鐘發生器的信號輸入端為采樣信號輸入端，所述觸發信號處理電路的信號輸入端為同步信號輸入端，所述飽和補償電路的信號輸入端為I/Q輸出端。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型寬帶天氣雷達數字化采集模塊在輸入信號強度大于-69dBm時，與傳統的欠采樣技術得出的功率曲線相同；在輸入信號小于-69dBM時，過采樣技術比欠采樣技術可檢測的最小信號更弱，從而拓展了采樣的動態范圍，提高了雷達天氣弱回波下氣象參數估計精度。

附圖說明

圖1是本實用新型所述寬帶天氣雷達數字化采集模塊的結構框圖；

圖2是過采樣技術與欠采樣技術的動態范圍曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：