[發明專利]一種球形雙偏振相控陣天氣雷達

在審

• 申請號: 202110509616.1
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113064173A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 高玉春;李忱;陳玉寶;陳虎;李昌興;陸建兵;梁海河;王簫鵬;陳應春;步志超;韓旭;邵楠;劉潔
• 申請（專利權）人: 中國氣象局氣象探測中心
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S7/282;G01S7/285
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，包括：球冠相控陣天線模塊、數字收發模塊以及信號處理模塊；

所述球冠相控陣天線模塊包括球形支撐架和多個雙極化微帶輻射單元；多個所述雙極化微帶輻射單元緊密布設在所述球形支撐架上，調整所述雙極化微帶輻射單元的位置，使所述雙極化微帶輻射單元發射的波束方向與球形支撐架的有效口徑的法向一致；所述球冠相控陣天線模塊用于探測天氣；

所述數字收發模塊與所述球冠相控陣天線模塊之間進行無線傳輸；所述數字收發模塊用于產生探測氣象目標所需的調頻信號或相位編碼信號，以及接收目標反射的回波信號；

所述信號處理模塊與所述數字收發模塊連接；

調整后的所述雙極化微帶輻射單元根據所述調頻信號或所述相位編碼信號發出波束，探測所述氣象目標，并將所述回波信號發送至所述數字收發模塊，所述數字收發模塊將所述回波信號發送到所述信號處理模塊，所述信息處理模塊對所述回波信號進行頻譜分析，得到目標回波信息。

2.根據權利要求1所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述球冠相控陣天線模塊還包括多個電子開關；一個所述電子開關對應一個所述雙極化微帶輻射單元；所述電子開關用于控制所述雙極化微帶輻射單元進行電子掃描。

3.根據權利要求2所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述數字收發模塊具體包括：多個雙通道數字T/R組件；

每一所述雙極化微帶輻射單元對應一個所述雙通道數字T/R組件；所述雙通道數字T/R組件用于收發信號，所述信號包括所述調頻信號、所述相位編碼信號或回波信號。

4.根據權利要求3所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述雙通道數字T/R組件具體包括：數字接收單元和數字發射單元；

所述數字發射單元用于產生探測所述氣象目標所需的調頻信號或相位編碼信號；所述數字接收單元用于接收所述氣象目標反射的回波信號。

5.根據權利要求4所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述球形雙偏振相控陣天氣雷達還包括：數字傳輸網絡；所述數字傳輸網絡包括第一數字傳輸網絡和第二數字傳輸網絡；所述數字傳輸網絡用于所述數字收發模塊與所述信號處理模塊之間的信息交互；

所述第一數字傳輸網絡設于所述數字收發模塊的內部，所述第一數字傳輸網絡的一端與所述雙通道數字T/R組件連接；

所述第二數字傳輸網絡設于所述信號處理模塊的內部，所述第二數字傳輸網絡的一端與所述第一數字傳輸網絡的另一端連接。

6.根據權利要求5所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述信號處理模塊具體包括：多通道數字波束形成單元、信號處理單元、系統控制單元以及通訊單元；

所述多通道數字波束形成單元、所述信號處理單元、所述系統控制單元以及所述通訊單元均與所述第二數字傳輸網絡的另一端連接；

所述多通道數字波束形成單元用于將所述球冠相控陣天線模塊接收到的回波信號轉換為波束信號；所述信號處理單元用于對所述波束信號進行頻譜分析，得到目標回波信息；所述系統控制單元用于生成控制指令；所述通訊單元用于發送所述目標回波信息。

7.根據權利要求6所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述信號處理模塊還與所述電子開關連接；所述系統控制單元還用于根據所述控制指令控制所述電子開關的開閉。

8.根據權利要求7所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，所述數字發射單元為全固態發射機，所述系統控制單元控制所述全固態發射機處于發射狀態或者停止發射狀態。

9.根據權利要求8所述的一種球形雙偏振相控陣天氣雷達，其特征在于，還包括：電源模塊；

所述電源模塊與所述球冠相控陣天線模塊、所述數字收發模塊以及所述信號處理模塊連接；所述電源模塊用于為所述球形雙偏振相控陣天氣雷達提供電源。