[發明專利]一種相控陣體制天氣雷達機內相干性測試系統

有效

• 申請號: 202210827041.2
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN114910876B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 唐績;杜磊;黃強;官林海;劉新安
• 申請（專利權）人: 南京恩瑞特實業有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高嬌陽

本發明公開了一種相控陣體制天氣雷達機內相干性測試系統，包括雷達控制模塊、監測網絡模塊、監測組件模塊和健康管理模塊，所述雷達控制模塊從屬雷達數據處理軟件，實現雷達工作任務的調度，按預先設定的工作參數發起系統相干性機內測試任務；所述監測網絡模塊包括耦合器、功分網絡和射頻電纜，用于相干性測試時發射信號取樣和傳輸；所述監測組件包括射頻接收鏈路和數字板，用于對相干性測試時發射信號取樣放大、混頻和數字化處理；所述健康管理模塊用于采集雷達狀態信息和系統自測數據，實現所采集數據的實時分析。本發明基于機內設備自動完成相干性的定時測試；相干性測試實時性強，測試精度高；無需額外增加硬件成本。

技術領域

本發明涉及機內相干性測試技術，特別是一種相控陣體制天氣雷達機內相干性測試系統。

背景技術

目前全國布網的天氣雷達基本采用拋物面天線，只有一個收發波束，通過立體掃描完成對整個空域中氣象參量的監測。近年來隨著天氣變暖，短時小尺度極端惡劣天氣頻發，對天氣雷達的時空分辨率提出更高的要求，現役采用拋物面天線的天氣雷達已無法滿足使用需求，而相控陣天氣雷達采用電掃描波束，而且可同時形成多個波束進行空域掃描，同比能夠有效減少雷達在空域中掃描的時間，具有拋物面雷達無法比擬的特性，勢必成為下一代天氣雷達發展的方向。

系統相干性是天氣雷達的一項非常重要的指標，用來衡量雷達系統實際地物對消的能力，因此需要定期進行測試。現役常規天氣雷達采用集中發射，為實現該指標的定期測試，通過波導耦合器直接耦合部分發射信號送接收處理系統進行相干性測試，而相控陣天氣雷達由于采用分布式收發系統，具有大量分散的發射通道，給系統相干性測試帶來了新的難題，因此，如何利用機內設備實現相干性的實時監測是相控陣天氣雷達急需解決的一個重要問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于機內設備自動完成相干性的定時測試；相干性測試實時性強，測試精度高；無需額外增加硬件成本的相控陣體制天氣雷達機內相干性測試系統。

本發明的目的通過以下技術方案實現。

一種相控陣體制天氣雷達機內相干性測試系統，包括雷達控制模塊、監測網絡模塊、監測組件模塊和健康管理模塊，所述雷達控制模塊從屬雷達數據處理軟件，實現雷達工作任務的調度，按預先設定的工作參數發起系統相干性機內測試任務；所述監測網絡模塊包括耦合器、功分網絡和射頻電纜，用于相干性測試時發射信號取樣和傳輸；所述監測組件包括射頻接收鏈路和數字板，用于對相干性測試時發射信號取樣放大、混頻和數字化處理；所述健康管理模塊用于采集雷達狀態信息和系統自測數據，實現所采集數據的實時分析。

包括顯示模塊，所述健康管理模塊將分析結果通過網絡送顯示模塊進行顯示和存儲；所述顯示模塊從屬雷達數據處理軟件，用于顯示健康管理軟件的分析結果，同時將這些數據記錄與雷達日志信息中。

所述系統相干性機內測試任務包括以下步驟：

a)通過數據處理軟件中的作業表設定機內測試間隔，依據作業表設定的時間間隔，系統啟動相干性測試工作模式，按預先設定的工作參數控制數字TR組件、監測組件、頻率源、波束形成分系統工作；

b)數字TR組件按控制指令產生進行相干測試所需的發射脈沖序列；

c)監測網絡將耦合的發射信號樣本進行合成，形成總的發射信號樣本送供系統進行相干性測試和分析；

d)監測組件在收到發射信號樣本后，首先通過數控衰減器對發射信號樣本進行衰減，然后按雷達控制模塊發送的指令對發射信號樣本進行下變頻和數字化處理，生產數字I、Q信號，最后將發射脈沖序列對應的數字信號一起打包送健康管理模塊進行分析；

e)健康管理模塊在完成I、Q數據接收后，按距離對I、Q數據進行計算，求出I、Q數據對應的相角，計算公式為，最后求出相同距離位置對應的所有相角的均方根誤差，并獲取平均值來表征系統相干性。