[發明專利]全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統及雷達測量的方法

有效

• 申請號: 201610161135.5
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105785371B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 周亭亭;馮凱;張鵬;李巖松;王志銳
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及天氣雷達測量領域，具體涉及一種全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統及進行雷達測量的方法。

背景技術

原有的天氣雷達系統采用單頻率工作，不同頻率的天氣雷達通常用于探測不同的氣象目標，如Ku頻段、X頻段、C頻段天氣雷達主要用于降雨的探測，對于云、霧等氣象目標的探測靈敏度差；Ka頻段、W頻段主要用于云、霧、弱降雨等氣象目標的探測，對強降雨的探測結果不準確。因此，單一頻段的天氣雷達系統無法完整準確地記錄整個降雨過程的云水變化情況。既便用兩個單一頻段的天氣雷達聯合觀測降雨過程，也存在探測目標同一性難以保證、強度定標結果不一致的問題，導致數據質量降低，不利于對天氣過程的分析、預報。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統及進行雷達測量的方法，解決了目前單一頻段天氣雷達無法完整準確地記錄整個降雨過程的云雨變化情況的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統，包括控制計算機、伺服、天線座、Ku頻段子系統以及Ka頻段子系統；所述控制計算機分別與伺服和天線座連接，所述伺服與天線座連接，所述天線座與Ku頻段子系統連接，所述Ku頻段子系統與所述Ka頻段子系統連接。

所述控制計算機，用于向所述Ku頻段子系統發送控制命令；還用于接收Ku頻段子系統輸入的Ku頻段探測數據和Ka頻段子系統輸出的Ka頻段探測數據，并對所述Ku頻段探測數據和Ka頻段探測數據進行融合處理，反演生成融合數據產品；

所述Ku頻段子系統，用于當接收到控制命令后，產生水平極化或垂直極化的第一射頻信號，向空間中的氣象目標輻射，并接收返回的第一散射回波，對第一散射回波進行處理，向控制計算機輸入Ku頻段探測數據，所述Ku頻段探測數據至少包括回波強度、徑向速度、速度譜寬以及極化信息；還用于將接收到的控制命令轉發給Ka頻段子系統；

所述Ka頻段子系統，用于當接收到控制命令時，產生水平極化或垂直極化的第二射頻信號，向空間中的氣象目標輻射，并接收返回的第二散射回波，對第二散射回波進行處理，向控制計算機輸入Ka頻段探測數據，所述Ka頻段探測數據至少包括回波強度、徑向速度、速度譜寬以及極化信息。

另一方面，本發明提供了一種采用全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統進行雷達測量的方法，包括：

控制計算機向Ku頻段子系統發送控制命令；

當Ku頻段子系統接收到控制命令后，產生水平極化或垂直極化的第一射頻信號，向空間中的氣象目標輻射，并接收返回的第一散射回波，對第一散射回波進行處理，向控制計算機輸出Ku頻段探測數據，其中，所述Ku頻段探測數據至少包括回波強度、徑向速度、速度譜寬以及極化信息；以及Ku頻段子系統將接收到的控制命令轉發給Ka頻段子系統；

當Ka頻段子系統接收到控制命令時，產生水平極化或垂直極化的第二射頻信號，向空間中的氣象目標輻射，并接收返回的第二散射回波，對第二散射回波進行處理，向控制計算機輸出Ka頻段探測數據，所述Ka頻段探測數據至少包括回波強度、徑向速度、速度譜寬以及極化信息；

控制計算機接收Ku頻段子系統輸出的Ku頻段探測數據和Ka頻段子系統輸出的Ka頻段探測數據，并對所述Ku頻段探測數據和Ka頻段探測數據進行融合處理，反演生成融合數據產品。

本發明提供的一種全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統及進行雷達測量的方法，結合Ka頻段、Ku頻段各自特點，控制計算機分別控制Ku頻段子系統和Ka頻段子系統的加電狀態和工作狀態，實現對天空中云、雨、雪、霧等氣象目標的探測，獲取氣象目標的高度、回波強度、徑向速度、速度譜寬以及線性退極化比、差分反射率、差分傳播相位移、差分傳播相位移率、相關系數等極化信息，為云、雨、雪、霧等氣象目標的聯合探測提供了全新的手段，實現對整個降雨過程云雨變化情況的完整準確記錄，保證了雷達探測的準確性。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的一種全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統示意圖；

圖2為本發明實施例2的一種采用全固態雙頻段雙偏振多普勒天氣雷達系統進行雷達測量的方法流程圖。

附圖中，各部件的標號如下：