[發明專利]一種俯仰多波束天氣雷達及其探測方法

有效

• 申請號: 202010110984.4
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111190184B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 李忱;張越
• 申請（專利權）人: 南京信大氣象科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S13/02;G01S7/02;G01S7/03;G01S7/282;G01S7/285
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

1.一種俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述俯仰多波束天氣雷達包括基座、偏饋天線反射面、多個饋源喇叭、旋轉底座、旋轉機構、第一伺服驅動器、發射接收模塊、數據處理器、通訊模塊、電源模塊、供電電源；

所述供電電源通過電源模塊分別與多個饋源喇叭、旋轉底座、第一伺服驅動器、發射接收模塊、數據處理器、通訊模塊連接，提供其工作所需電能；

所述偏饋天線反射面、多個饋源喇叭、第一伺服驅動器、發射接收模塊、數據處理器、通訊模塊、電源模塊安裝在基座上方，所述供電電源安裝在基座內；

所述旋轉底座固定在基座下方，依次通過旋轉機構、第一伺服驅動器與數據處理器連接，所述第一伺服驅動器根據數據處理器發送的控制指令驅動旋轉機構轉動以調整旋轉底座的旋轉角度，實現雷達實時方位旋轉掃描；

所述多個饋源喇叭通過多套平行的饋線系統與發射接收模塊分別連接，在同一掃描時刻生成具有互不重疊的俯仰角覆蓋范圍的多個波束；

所述數據處理器通過通訊模塊與上位機連接，根據上位機的控制指令或按照內置參數設置工作參數，生成全機工作所需定時信號和探測目標所需的調頻信號或相位編碼信號，對調頻信號或相位編碼信號變頻放大處理后分發至多個饋源喇叭，再經偏饋天線反射面輻射至探測目標表面，以及接收多個饋源喇叭反饋的回波信號，結合接收到的多個回波信號計算得到探測目標回波信息，將探測目標回波信息經通訊模塊反饋至上位機。

2.根據權利要求1所述的俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述偏饋天線反射面安裝在基座一端，所述多個饋源喇叭安裝在基座另一端，所述多個饋源喇叭所在的基座一端安裝有用以平衡基座兩端差重的配重塊，配重塊呈T型，配重塊的底端面與基座下表面平齊；

所述偏饋天線反射面遠離饋源喇叭的一側設置有散熱板，所述伺服驅動器、發射接收模塊、數據處理器、通訊模塊、電源模塊分布設置在散熱板上。

3.根據權利要求1或2所述的俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述多個饋源喇叭通過支撐臂安裝在基座上；

所述支撐臂由相互連接的直線臂部和弧形臂部構成，直線臂部平行貼附在基座上表面，弧形臂部與基座上表面呈夾角狀設置，多個饋源喇叭分布設置在弧形臂部遠離直線臂部的一端。

4.根據權利要求3所述的俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述偏饋天線反射面通過俯仰調節裝置安裝在直線臂部遠離弧形臂部的一端；

所述俯仰調節裝置通過第二伺服驅動器與數據處理器連接，第二伺服驅動器根據數據處理器的控制指令調整俯仰調節裝置的參數以調整偏饋天線反射面的俯仰角。

5.根據權利要求4所述的俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述俯仰調節裝置包括支撐機構、兩個調節桿、鎖緊機構；

所述支撐機構呈L型，支撐機構的兩端分別連接在偏饋天線反射面的支撐點和直線臂部端部上；

所述調節桿呈直線狀，由相互套接的多個直桿組成，兩個調節桿對稱設置在支撐臂兩側，每個所述調節桿的兩端均通過兩個支撐底座分別連接在偏饋天線反射面和直線臂部之間，并且被設置成能夠分別以對應的支撐底座為軸心旋轉；

所述鎖緊機構設置在偏饋天線反射面和直線臂部之間，用于維持或解除偏饋天線反射面和直線臂部之間的夾角。

6.根據權利要求1或2所述的俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述俯仰多波束天氣雷達還包括天線罩，所述基座、偏饋天線反射面、多個饋源喇叭、旋轉底座、第一伺服驅動器、發射接收模塊、數據處理器、通訊模塊、電源模塊均安裝在天線罩內。

7.根據權利要求1或2所述的俯仰多波束天氣雷達，其特征在于，所述發射接收模塊包括采用一體化設計生成的發射機模塊和接收機模塊；

所述發射機模塊包括固態發射機，所述接收機模塊包括依次連接的信號發生器、頻率源、接收前端；

所述固態發射機的輸入端與信號發生器的其中一個輸出端連接，輸出端通過多個環流器一一對應地連接至多個饋源喇叭，構成雷達信號發送通道，所述多個饋源通過多個環流器連接至接收前端，構成雷達信號接收通道。