[發(fā)明專利]機(jī)載毫米波測云雷達(dá)定標(biāo)方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010950077.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112068094A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何康康;孫大偉;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京清大紫荊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 馮振華

本發(fā)明提供了一種機(jī)載毫米波測云雷達(dá)定標(biāo)方法和系統(tǒng)，包括：在暗室中架設(shè)雷達(dá)和接收裝置，通過接收裝置接收雷達(dá)發(fā)射的雷達(dá)信號，基于接收裝置獲取的實(shí)際發(fā)射功率與通過雷達(dá)的發(fā)射參數(shù)獲得的計(jì)算發(fā)射功率之間的差值，校正雷達(dá)的發(fā)射鏈路誤差；在暗室中架設(shè)雷達(dá)和輻射裝置，通過雷達(dá)接收輻射裝置發(fā)射的輻射信號，基于雷達(dá)獲取的實(shí)際接收功率與通過雷達(dá)的接收參數(shù)獲得的計(jì)算接收功率之間的差值，校正雷達(dá)的接收鏈路誤差。本發(fā)明在不改變雷達(dá)整體功能和性能基礎(chǔ)上，提供一種方便高效的定標(biāo)方法，該方法綜合運(yùn)用內(nèi)定標(biāo)和外定標(biāo)技術(shù)，定標(biāo)結(jié)果誤差小、可靠性高，提高了定標(biāo)效率，縮短了定標(biāo)周期、節(jié)約了人力、物力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及毫米波雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)載毫米波測云雷達(dá)的定標(biāo)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

毫米波測云雷達(dá)作為云探測的主要遙感手段，其原理是利用毫米波雷達(dá)的回波數(shù)據(jù)精確地反演得到云的宏微觀物理特性。因此，必須對研制的毫米波雷達(dá)進(jìn)行定標(biāo)。雷達(dá)系統(tǒng)的定標(biāo)可分內(nèi)定標(biāo)和外定標(biāo)兩種情況，內(nèi)定標(biāo)主要是對雷達(dá)內(nèi)部系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行測量，外定標(biāo)是測量天線特性以及不同部件之間的相互影響。

雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)定標(biāo)的假定條件是雷達(dá)系統(tǒng)性能的變化能夠用可測量參數(shù)進(jìn)行表示，因而內(nèi)定標(biāo)對測量短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的相對漂移是有用的。內(nèi)定標(biāo)方法的缺點(diǎn)是，并沒有考慮天線特性以及不同部件之間的相互影響，不能有效實(shí)現(xiàn)定標(biāo)目的。雷達(dá)系統(tǒng)外定標(biāo)主要包括兩個(gè)方面:一是對雷達(dá)本身進(jìn)行標(biāo)定，利用諸如角反射器等點(diǎn)目標(biāo)對雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)校。通過對已知后向散射截面積的角反射器進(jìn)行觀測，比較其與實(shí)際觀測值的差異，從而對雷達(dá)系統(tǒng)的誤差進(jìn)行校正，該方法通常針對地基雷達(dá)。二是標(biāo)定在不同工作環(huán)境下由于安裝、飛行等因素帶來的誤差。以機(jī)載毫米波云雷達(dá)為例，通常利用海平面作為標(biāo)校源對雷達(dá)進(jìn)行標(biāo)校，通過對海表散射的理論計(jì)算值與實(shí)際觀測值的對比，對機(jī)載平臺(tái)下毫米波云雷達(dá)進(jìn)行校正。外定標(biāo)方法的缺點(diǎn)有：外定標(biāo)方法需要通過試飛或者通過室外架設(shè)巨大的試驗(yàn)塔來支撐試驗(yàn)，該方法工程量巨大，耗費(fèi)大量人力和物力；通過試飛測試結(jié)果與已定型雷達(dá)進(jìn)行定標(biāo)試驗(yàn)，測試結(jié)果是相對定標(biāo)值，誤差較大；該定標(biāo)方法費(fèi)用高，試驗(yàn)周期長，使雷達(dá)研制周期和成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于在不改變雷達(dá)整體功能和性能基礎(chǔ)上，提供一種方便高效的雷達(dá)定標(biāo)方法和系統(tǒng)，綜合運(yùn)用內(nèi)定標(biāo)和外定標(biāo)技術(shù)，使得定標(biāo)結(jié)果誤差小、可靠性高，縮短了定標(biāo)周期，提高了定標(biāo)效率。

本發(fā)明提供了一種機(jī)載毫米波測云雷達(dá)定標(biāo)方法，包括：(1)在暗室中架設(shè)所述雷達(dá)和接收裝置，所述接收裝置位于所述雷達(dá)的天線遠(yuǎn)場，所述雷達(dá)的波束中心對準(zhǔn)所述接收裝置，通過接收裝置接收雷達(dá)發(fā)射的雷達(dá)信號，基于所述接收裝置獲取的實(shí)際發(fā)射功率與通過所述雷達(dá)的發(fā)射參數(shù)獲得的計(jì)算發(fā)射功率之間的差值，校正所述雷達(dá)的發(fā)射鏈路誤差；(2)在暗室中架設(shè)所述雷達(dá)和輻射裝置，所述輻射裝置位于所述雷達(dá)的天線遠(yuǎn)場，所述輻射裝置的波束中心對準(zhǔn)所述雷達(dá)，通過雷達(dá)接收輻射裝置發(fā)射的輻射信號，基于所述雷達(dá)獲取的實(shí)際接收功率與通過所述雷達(dá)的接收參數(shù)獲得的計(jì)算接收功率之間的差值，校正所述雷達(dá)的接收鏈路誤差。

優(yōu)選地，所述雷達(dá)信號為點(diǎn)頻信號，且所述輻射信號為點(diǎn)頻信號。

優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述接收裝置包括毫米波天線和接收源，所述雷達(dá)的波束中心對準(zhǔn)所述接收裝置的毫米波天線；并且在步驟(2)中，所述輻射裝置包括所述毫米波天線和輻射源，所述毫米波天線的波束中心對準(zhǔn)所述雷達(dá)。

優(yōu)選地，在步驟(1)中，通過如下公式獲得計(jì)算發(fā)射功率：其中Pr為計(jì)算發(fā)射功率，Pt為雷達(dá)發(fā)射功率，Gt為雷達(dá)的發(fā)射增益，Gr為接收裝置的接收增益，L為雷達(dá)的發(fā)射鏈路損耗，Rr為雷達(dá)與接收裝置的距離，λ為波長。