[發明專利]一種監測火災煙塵粒子的x波段全固態雙偏振多普勒雷達

在審

• 申請號: 202110560227.1
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113391308A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 廖亮;安文;高鴻
• 申請（專利權）人: 雷探科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/02;G01S7/282;G01S7/285
• 代理公司: 重慶壹手知專利代理事務所(普通合伙) 50267
• 代理人: 彭啟強

本發明屬于火災技術領域，尤其是一種監測火災煙塵粒子的x波段全固態雙偏振多普勒雷達，包括雷達天饋伺系統、雷達方艙和雷達設備，所述雷達方艙包括有天線方艙和雷達操作方艙，所述雷達天饋伺系統由天線、饋線、轉臺和伺服控制部分組成，所述天線由饋源、圓拋物面反射體構成，所述饋線饋源、正交模耦合器、耦合器、功分器、三端環行器、若干段H型、E型彎波導和直波導組成。本發明的雷達伺服系統控制靈活，雷達系統可實現遠程全遙控操作，所有控制包括開關發射機、天線掃描控制等均可通過軟件實現；數據傳輸方式采用標準TCP/IP方式，利于數據傳輸和共享，方便用戶判斷天氣發展趨勢，為短時預報提供可靠地數據支持。

技術領域

本發明涉及電力工具技術領域，尤其涉及一種監測火災煙塵粒子的x波段全固態雙偏振多普勒雷達。

背景技術

內森林火災頻發，在火災發生早期，煙塵是最好的探測目標，通過雷達探測煙塵來實現。雷達之所以能夠探測到火災，是因為其微波反射原理，主要是利用火災以下三點：

1、被燃燒熱力抬升或者爆炸彌漫進空中的尺寸較大的雜物、飛屑、樹枝、葉等灰燼(主要作用，回波強，直接探測)；

2、升騰到空中的煙塵顆粒對雷達電磁波的散射；(主要作用，回波強，間接探測)；

3、上升的熱對流柱的混亂氣流對雷達電磁波的散射。(次要作用，回波弱，間接探測)。

現有的防火技術主要有以下幾點：人工瞭望塔防火、衛星遙感探測火災和紅外視頻監控防火，其中紅外視頻監控防火是國內主流的監控方式，但是其還具備以下缺點：光學測量在沒有參照物的情況下無法測距和定位，受光學特性制約能見度距離短(天氣好的情況下加長焦鏡頭最遠不超過10KM)，且受地形阻擋及云霧影響大，夜間只能使用紅外觀測，還存在盲區大、無法全局性觀測，需大規模建站布點建設，維護運營管理難度大。

發明內容

基于背景技術中提出的技術問題，本發明提出了一種監測火災煙塵粒子的x波段全固態雙偏振多普勒雷達。

本發明提出的一種監測火災煙塵粒子的x波段全固態雙偏振多普勒雷達，包括雷達天饋伺系統、雷達方艙和雷達設備，所述雷達方艙包括有天線方艙和雷達操作方艙，所述雷達天饋伺系統由天線、饋線、轉臺和伺服控制部分組成，所述天線由饋源、圓拋物面反射體構成，所述饋線饋源、正交模耦合器、耦合器、功分器、三端環行器、若干段H型、E型彎波導和直波導組成，所述操作方艙安裝有雷達操控臺、伺服系統、計算機、UPS和空調，所述雷達設備由天饋線系統、發射系統、接收系統、信號處理與監控系統、伺服系統、數據處理與顯示系統及電源系統等組成，所述接收系統為二次變頻超外差式，且接收系統由雙通道射頻接收通道、頻率源、激勵源、標定模塊以及接收電源模塊組成，數字接收機部分與信號處理與監控系統統一配置，所述信號處理與監控系統包括信號處理板、監控主板，與數字接收機模塊，所述伺服系統包括有伺服電源、伺服控制板、顯示/控制面板、方位驅動器和俯仰驅動器。

優選地，所述雷達設備采用同時雙發雙收雙線極化全相參脈沖多普勒體制，采用單固態態發射機加功分器的工作方式。

優選地，所述雷達設備包括有雙極化模式、多普勒模式和掃描模式，所述雙極化模式：通過信號處理發送控制指令波導功分器選擇功分方式同時發射兩路電磁波，所述多普勒模式：通過信號處理發送控制指令波導功分器只發射水平極化電磁波，所述掃描模式：雷達可進行平面位置掃描、距離高度掃描和體積掃描。

優選地，所述雷達設備的全機時序關系包括有：

基準觸發：由監控板產生，以TLL電平送至發射系統，負脈沖有效，供產生放電觸發用，脈寬為4us；

PIN方波：由監控板導前觸發：由數字接收機產生，以TTL電平送至監控板，脈寬為2us，用于監控板產生激勵脈沖信號、射頻測試信號、射頻校準產生，送至饋線中的PIN開關，脈寬44us；