气象雷达强度标效方法

摘要

本发明涉及气象雷达的强度标校领域，公开了一种气象雷达强度标效方法，该标效方法包括：在气象雷达的信号上添加标效信号，并将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步，且所述标效信号在雷达的信号的结尾前预设时间开启。该气象雷达强度标效方法可以在同一方位角上直接修正各距离库的回波强度，从而实现了天气雷达信号的强度的动态标定。

权利要求

1.一种气象雷达强度标效方法，其特征在于，该标效方法包括：在气象雷达的信号上添加标效信号，并将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步，且所述标效信号在雷达的信号的结尾前预设时间开启。

2.根据权利要求1所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，所述气象雷达的信号的获取方法包括：步骤1，接收机模块接收S波段雷达的辐射信号；

步骤2，对该辐射信号进行采样处理，并进行信号处理得到发射频谱特征；

步骤3，将发射频谱特征进行存储，并根据接收到的指令，配置触发延时时间，以形成气象雷达的信号。

3.根据权利要求1所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，所述预设时间为10us。

4.根据权利要求2所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，在步骤3中，将发射频谱特征进行存储的方法包括：将发射频谱特征进行阵列存储。

5.根据权利要求1所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，在气象雷达的信号上添加标效信号的方法包括：通过上变频配置标效信号的标效源频率，将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步。

6.根据权利要求5所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，产生一个相对延时t的脉冲信号，该脉冲信号的脉宽为10us；该脉冲信号为标校信号。

7.根据权利要求5所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，标效信号和气象雷达的信号一同进入接收机链路。

8.根据权利要求7所述的气象雷达强度标效方法，其特征在于，将标效信号通过雷达通用通道进入接收机链路。

说明书

气象雷达强度标效方法

技术领域

[0001] 本发明涉及气象雷达的强度标校，具体地，涉及气象雷达强度标效方法。

背景技术

[0002] 天气雷达作为气象观测的一种重要探测手段，其回波强度Z对局部突发性灾害性的天气预报、预警发挥着重要作用，同样回波强度的稳定性对精确降水预报也至关重要的，尤其是在双偏振雷达中，对Zdr影响更大。

[0003] 如何对气象雷达发射、接收链路进行反馈，实现天气雷达信号的强度的动态标定，成为亟需解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种气象雷达强度标效方法，该气象雷达强度标效方法可以在同一方位角上直接修正各距离库的回波强度，从而实现了天气雷达信号的强度的动态标定。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种气象雷达强度标效方法，该标效方法包括：在气象雷达的信号上添加标效信号，并将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步，且所述标效信号在雷达的信号的结尾前预设时间开启。

[0006] 优选地，所述气象雷达的信号的获取方法包括：

[0007] 步骤1，接收机模块接收S波段雷达的辐射信号；

[0008] 步骤2，对该辐射信号进行采样处理，并进行信号处理得到发射频谱特征；

[0009] 步骤3，将发射频谱特征进行存储，并根据接收到的指令，配置触发延时时间，以形成气象雷达的信号。

[0010] 优选地，所述预设时间为10us。

[0011] 优选地，在步骤3中，将发射频谱特征进行存储的方法包括：将发射频谱特征进行阵列存储。

[0012] 优选地，在气象雷达的信号上添加标效信号的方法包括：通过上变频配置标效信号的标效源频率，将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步。

[0013] 优选地，产生一个相对延时t的脉冲信号，该脉冲信号的脉宽为10us；该脉冲信号为标校信号。

[0014] 优选地，标效信号和气象雷达的信号一同进入接收机链路。

[0015] 优选地，将标效信号通过雷达通用通道进入接收机链路。。

[0016] 通过上述技术方案，由于标校信号源的强度与采样到的发射链路幅度相关联的，因此，标效信号幅度的变化，就是反映了发射链路和接收链路特性的变化，因而，可以在同一方位角上直接修正各距离库的回波强度，从而实现了天气雷达信号的强度的动态标定。

[0017] 本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0018] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0019] 图1是说明本发明的一种气象雷达的信号的获取方法的流程图；

[0020] 图2是说明本发明的一种接收机组成框图；

[0021] 图3是说明本发明的一种接收机参考电路设计图；以及

[0022] 图4是说明本发明的一种信号处理及标效源框图。

具体实施方式

[0023] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0024] 一种气象雷达强度标效方法，该标效方法包括：在气象雷达的信号上添加标效信号，并将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步，且所述标效信号在雷达的信号的结尾前预设时间开启。

[0025] 通过采样雷达发射脉冲信号，进行数字存储，经过一定延迟并PRF截至前，发送已存储的频谱信号(即标效信号)，因而具有实时性和相干性。

[0026] 校准因子可以在气象产品中进行修正，因而具有独立完整性。使用两个模块，可以对双偏振雷达进行Zdr校准；该标校系统，除了供电以外，与雷达没有任何牵连，操作简便，因而具有较强的操作、实用性，有着广阔的使用前景。

[0027] 在本发明的一种具体实施方式中，所述气象雷达的信号的获取方法可以包括：

[0028] 步骤1，接收机模块接收S波段雷达的辐射信号；

[0029] 步骤2，对该辐射信号进行采样处理，并进行信号处理得到发射频谱特征；

[0030] 步骤3，将发射频谱特征进行存储，并根据接收到的指令，配置触发延时时间，以形成气象雷达的信号。

[0031] 首次将数字存储技术(DRFM)应用到气象雷达领域中，即在雷达正常工作情况下，通过采样雷达发射脉冲信号，进行数字存储，由于在天线端口进行采样发射机和发送标效信号，即包含了从发射机输出端口、波导传输网络、方位俯仰旋转关节以及喇叭馈源等所有发射链路特性；同样发送标效信号经过喇叭馈源、方位俯仰旋转关节、波导传输网络以及接收机等所有接收通道特性，因而具有发射、接收全链路标校特性，提高雷达探测精度。

[0032] 在本发明的一种具体实施方式中，所述预设时间为10us。

[0033] 在该种实施方式中，在步骤3中，将发射频谱特征进行存储的方法可以包括：将发射频谱特征进行阵列存储，即DRFM数字存储技术。

[0034] 在本发明的一种具体实施方式中，在气象雷达的信号上添加标效信号的方法可以包括：通过上变频配置标效信号的标效源频率，将标效信号的脉冲重复频率与所述雷达的信号的脉冲重复频率同步。

[0035] 在该种实施方式中，产生一个相对延时t的脉冲信号，该脉冲信号的脉宽为10us；该脉冲信号为标校信号。

[0036] 在该种实施方式中，标效信号和气象雷达的信号一同进入接收机链路。

[0037] 在该种实施方式中，将标效信号通过雷达通用通道进入接收机链路。

[0038] 由于现有的雷达设备没有更多的通信接口，本案借用通用频道上无线数传方式，进行标校模块进行通信和监控。

[0039] 接收模块主要实现雷达信号的放大、滤波、变频等功能。其组成如图2所示。

[0040] 图2为典型的接收机组成框图，中频信号送到16位(14位)AD采用模块，进行数字处理。以S波段为例，电路参考设计如图3；图4为信号处理及标效源框图。

[0041] 由接收机送来的中频信号，经高速AD采样，再进行FPGA处理，即可得到发射链路的发射信号频谱特征(信号频率、发射功率、脉冲宽度等)，同时将该采样的特征信号频谱进行阵列存储，即DRFM数字存储技术，FPGA处理器根据通信指令，通过上变频配置标效源频率，与发射信号频率一致，并产生一个相对延时t的脉冲信号，脉宽10us。

[0042] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0043] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0044] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。