[發(fā)明專利]一種水流測速雷達

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110182236.1
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN112986976B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 曹振新;袁紅泉;許湘劍
• 申請（專利權）人: 江蘇雨能水利工程有限公司
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S7/28;G01S7/282;G01S7/285;G01P5/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

1.一種水流測速雷達，其特征在于：包含：天線、時延重構射頻TR射頻模塊以及射頻采樣信號處理模塊；

所述時延重構射頻TR射頻模塊，包括射頻信號接收通道、射頻信號發(fā)射通道和一個切換開關；所述射頻信號接收通道和射頻信號發(fā)射通道通過所述切換開關擇一與所述天線連接；

所述射頻信號接收通道包括第一低噪放大器和可編程延遲線，通過第一低噪放大器及可編程延遲線，實現(xiàn)對接收信號的放大和固定偏差時延的程控配置；

所述射頻信號接收通道還包括限幅器、第一帶通濾波器、第二帶通濾波器以及第三帶通濾波器；所述第一低噪放大器為兩個；限幅器、第一帶通濾波器、第二帶通濾波器、第三帶通濾波器、可編程延遲線以及兩個低噪放大器按以下順序連接，限幅器、第一帶通濾波器、第一低噪放大器、可編程延遲線、第二帶通濾波器、第一低噪放大器和第三帶通濾波器；

所述射頻信號發(fā)射通道包括順次連接的可編程控制功率放大器模塊、第四帶通濾波器、第二低噪放大器和低通濾波器；

所述射頻采樣信號處理模塊配置多個ADC輸入通道、多個DAC輸出通道以及生成發(fā)射波形；所述ADC輸入通道前端與所述射頻信號接收通道的輸出端連接，通過ADC轉化把模擬信號變換成數(shù)字信號用于數(shù)據(jù)處理和分析；所述DAC輸出通道用于輸出所述發(fā)射波形，DAC輸出通道的輸入端連接所述射頻信號發(fā)射通道的輸入端，通過射頻信號發(fā)射通道濾波并放大到足夠功率后通過切換開關送給天線輻射到空間；

水流測速雷包括一兩面腔體結構，所述TR射頻模塊設置在所述兩面腔體結構的一個面內(nèi)，在該面還設置有部分LO射頻模塊，剩余LO射頻模塊設置在所述兩面腔體結構的另一個面內(nèi)；每個所述TR射頻模塊與所述LO射頻模塊連接用于給所述TR射頻模塊提供本振信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的水流測速雷達，其特征在于：所述發(fā)射波形為線性調(diào)頻連續(xù)波或者線性調(diào)頻中斷連續(xù)波。

3.根據(jù)權利要求1所述的水流測速雷達，其特征在于：所述射頻采樣信號處理模塊還包括數(shù)字信號變頻處理、多普勒數(shù)據(jù)提取和測量及距離測量。

4.根據(jù)權利要求1所述的水流測速雷達，其特征在于：水流測速雷達還包括水流流速信號處理模塊，所述水流流速信號處理模塊根據(jù)收到的雷達回波信號，計算出在不同河面徑向位置上的水流流速參數(shù)。

5.根據(jù)權利要求4所述的水流測速雷達，其特征在于：所述水流流速信號處理模塊計算水流流速參數(shù)的方法包括：混頻、濾波以及信號多普勒參數(shù)提取，通過FFT及脈沖積累，計算出在不同河面徑向位置上的水流流速參數(shù)。

6.根據(jù)權利要求5所述的水流測速雷達，其特征在于：水流流速參數(shù)的計算公式為：

式中，B位雷達發(fā)射信號帶寬，f_c為雷達工作頻率，c為光速，v為雷達探測方向徑向速度，T_cw為連續(xù)波調(diào)頻重復周期，n為重復掃描次數(shù)，f(t)為t時刻脈沖回波信號的瞬時頻率。