Допплеровский метеорологический радиолокатор "дмрл-с"

 

Метеолокатор содержит последовательно соединенные формирователь 1 пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов, широкополосный передатчик 2, устройство 3 поляризации СВЧ-сигналов и антенный переключатель 4. Переключатель 4 в простейшем случае содержит два СВЧ-циркулятора 5 и 6, соединенные по сигналам зондирования с приемо-передающей антенной 7 и по отраженным метеорологическим сигналам - с четырехканальным радиоприемником 8. Выходы радиоприемника 8 соединены с управляющей ЭВМ 9. ЭВМ 9 содержит блоки 23 и 24 управления, первичной и вторичной обработки метеосигналов. Формирователь 1 пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов содержит задающий СВЧ-генератор 10 и двухчастотный генератор 11 промежуточной частоты, соединенные по выходу через смеситель 12 с сигнальным входом усилительного передатчика 2. Двухчастотный генератор 11 формирует пачки коротких и длинных импульсов, разнесенных по частоте на 1-10 МГц. Короткий импульс промежуточной частоты выполнен немодулированным, а длинный импульс - с внутриимпульсной модуляцией.

Метеолокатор обладает повышенной точностью измерений атмосферных образований на дальностях до сотен километров за счет использования последовательности разночастотных зондирующих импульсов с двойной поляризацией, различной длительности и различного по ширине спектра частот. 9 з.п.ф., 1 ил.

Область техники. Полезная модель относится к метеорологии, конкретно к допплеровским метеорологическим радиолокаторам с двойной поляризацией.

Уровень техники. Известны допплеровские метеорологических радиолокаторов /1-15/, далее метеолокаторы, использующих поляризованные зондирующие сигналы.

Наиболее близким по назначению и технической сущности полезной модели относится допплеровский метеорологический радиолокатор /15/, содержащий последовательно соединенные передатчик, устройство поляризации СВЧ-сигналов и антенный переключатель, соединенный по сигналам зондирования с приемо-передающей антенной и по отраженным метеорологическим сигналам - с четырехканальным радиоприемником, цифровой выход которого соединен с ЭВМ управления и обработки метеорологических сигналов.

При этом передатчик выполнен генераторным и содержит два узкополосных импульсных СВЧ-генератора (магнетроны или генераторные клистроны), разнесенные между собой по несущей частоте. Приемопередающая антенна выполнена рефлекторной с диаграммой направленности игольчатого типа и установлена на карданном подвесе с возможностью одновременного сканирования приземного слоя атмосферы ортогонально поляризованными лучами на двух различных частотах по азимуту и углу места под управлением ЭВМ.

Недостатком этого метеолокатора является относительно невысокая точность выдаваемых метеоданных и прогноза погоды, связанная с относительно высокими ошибками поляризационных измерений и юстировки каналов радиоприемника и передатчика.

Задачей полезной модели является повышение точности выдаваемых метеоданных и прогноза погоды.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является снижение ошибок поляризационных измерений и юстировки каналов радиоприемника и передатчика радиолокатора.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи достигается тем, что допплеровский метеорологический радиолокатор с двойной поляризацией, содержащий последовательно соединенные передатчик, устройство поляризации СВЧ-сигналов и антенный переключатель, соединенный по сигналам зондирования с приемо-передающей антенной и по отраженным метеорологическим сигналам - с четырехканальным радиоприемником, цифровой выход которого соединен с ЭВМ управления и обработки метеорологических сигналов, согласно полезной модели он дополнительно содержит измеритель мощности излучения передатчика, измеритель чувствительности радиоприемника и формирователь пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов, причем передатчик выполнен усилительным и соединен по входу с формирователем пачек зондирующих сигналов, а по второму выходу - с входом измерителя мощности излучения передатчика, цифровой выход которого соединен с первым входом ЭВМ, второй и третий управляющие выходы которой соединены с соответствующими управляющими входами формирователя пачек зондирующих сигналов, а измеритель чувствительности радиоприемника по аналоговым входам/выходам измерительного сигнала - с соответствующими входами/выходами каналов радиоприемника.

При этом передатчик выполнен в виде усилительного пролетного клистрона или твердотельного транзисторного усилителя. Формирователь пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов содержит задающий СВЧ - генератор и двухчастотный генератор промежуточной частоты, соединенные по выходу через смеситель с сигнальным входом усилительного передатчика. Двухчастотный генератор промежуточной частоты содержит последовательно соединенные цифровой генератор коротких и длинных импульсов промежуточной частоты и цифроаналоговый преобразователь. Короткий и длинный импульсы генератора разнесены по частоте на величину F, короткий импульс промежуточной частоты выполнен немодулированным, а длинный импульс - с внутриимпульсной модуляцией, длительность коротких 1 и длинных 2 импульсов промежуточной частоты, разнос их частот, а также временная пауза Т между ними выбраны из условий:

1{2}сж; {2}сж<<2; T1+2,

F=F2-F1=1÷10 МГц, , f{1÷fmax},

где: {2}сж - длительность сжатого широкополосного (с внутриимпульсной модуляцией) сигнала;

F 1 - частота короткого немодулированного импульса;

F2 - текущая частота длинного с внутриимпульсной модуляцией импульса;

- центральное значение величины F2;

f, fmax - текущее и максимально допустимое значение девиации (отклонения) частоты F2 от ее центрального значения .

Приемо-передающая антенна выполнена параболической с игольчатым лучом и азимутально-угломестным электроприводом, в виде линейной фазированной антенной решетки - облучателя со сканированием по углу места, вертикально ориентированной в фокусе параболического рефлектора, снабженного азимутальным электроприводом или в виде прямоугольной фазированной антенной решетки с электронным сканированием по азимуту и углу места под управлением ЭВМ. Приемо-передающая антенна содержит один канал с горизонтальной и/или один канал с вертикальной поляризацией, причем каждый поляризационный канал соединен по отраженным эхосигналам с двумя соответствующими каналами четырехканального радиоприемника. Для снижения искажений принятых эхосигналов приемник содержит по каждой поляризации эхосигналов аттенюатор, нагруженный без ослабления на основной приемный канал и с ослаблением на 20÷40 дБ - на дополнительный приемный канал, причем каждый канал содержит последовательно соединенные супергетеродинный приемник с цифровым выходом, цифровой фазовый детектор и устройство цифровой обработки сигналов, снабженное программами фильтрации несинхронных импульсных помех, сжатия широкополосных сигналов и спектральной обработки принятых сигналов. ЭВМ управления и обработки метеорологических сигналов содержит блок управления и первичной обработки метеорологической информации и блок вторичной обработки метеорологической информации, соединенные между собой кабельной или радио линией интерфейсной связи. Блок управления и первичной обработки метеорологической информации снабжен программой привязки результатов измерений по отражаемости, радиальной скорости ширине спектра к пространственным координатам, а блок вторичной обработки - программой идентификации результатов первичной обработки сигналов программой преобразования идентифицированных метеоданных в форму удобную для их трансляции потребителям метеоданных на их абонентские пункты. Блок первичной обработки метеорологической информации снабжен приемником ГЛОНАСС/GPS для синхронизации метеорологических измерений и передачи метеоданных в системе единого времени.

Введение измерителя мощности излучения передатчика и измерителя чувствительности радиоприемника и их соответствующее подключение к ЭВМ позволяют уменьшить ошибки юстировки каналов передатчика и приемника путем измерения разъюстировки каналов по мощности и чувствительности и вычитания их из результатов измерений метеоданных и, тем самым, - повысить точность выдаваемых метеоданных и прогноза погоды.

Введение формирователя пачек двухчастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов, выполнение передатчика усилительным и соответствующее их соединение позволяет увеличить точность измерений измерения поляризационных параметров атмосферы за счет расширения спектра зондирующих сигналов и одновременно позволяет перекрыть все дальности от минимальной (сотни метров с помощью узкополосных сигналов) до максимальной (сотни км с помощью широкополосных сигналов) при сохранении требуемой точности измерений и прогноза погоды.

Рациональный выбор длительностей импульсов, периода их следования, их спектров и рациональный разнос несущих частот широкополосных и узкополосных импульсов дополнительно позволяет снизить взаимное влияние зондирующих и эхосигналов на процесс измерений поляризационных характеристик метеорологических образований в атмосфере и, тем самым, дополнительно увеличить точность выдаваемых метеоданных и прогноза погоды.

В целом указанные технические преимущества позволяют достичь заявленного технического результата и, как следствие, - решить поставленную техническую задачу.

На фигуре представлена функциональная схема допплеровского метеорологического радиолокатора с двойной поляризацией.

Описание в статике. Допплеровский метеорологический радиолокатор (метеолокатор) с двойной поляризацией содержит последовательно соединенные формирователь 1 пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов, усилительный широкополосный передатчик 2, устройство 3 поляризации СВЧ - сигналов и антенный переключатель 4. Переключатель 4 в простейшем случае содержит два СВЧ-циркулятора 5 и 6, соединенные по сигналам зондирования с приемо-передающей антенной 7 и по отраженным метеорологическим сигналам - с четырехканальным радиоприемником 8. Цифровой выход радиоприемника 8 соединен с ЭВМ 9 управления и обработки метеорологических сигналов. Формирователь 1 пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов содержит задающий СВЧ-генератор 10 и двухчастотный генератор 11 промежуточной частоты, соединенные по выходу через смеситель 12 с сигнальным входом усилительного передатчика 2. Двухчастотный генератор 11 промежуточной частоты содержит последовательно соединенные цифровой генератор коротких и длинных импульсов промежуточной частоты и цифроаналоговый преобразователь (на фигурах не показано). Короткий и длинный импульсы генератора 11 разнесены по частоте на величину F, короткий импульс промежуточной частоты выполнен немодулированным, а длинный импульс - с внутриимпульсной модуляцией. Длительность коротких 1 и длинных 2 импульсов промежуточной частоты, разнос их частот, а также временная пауза T между ними выбраны из условий:

где: {2}сж - длительность сжатого широкополосного (с внутриимпульсной модуляцией) сигнала;

F 1 - частота короткого немодулированного импульса;

F2 - текущая частота длинного с внутриимпульсной модуляцией импульса;

- центральное значение величины F2;

f, fmax - текущее и максимально допустимое значение девиации (отклонения) частоты F2 от ее центрального значения .

где: {2}сж - длительность сжатого широкополосного сигнала.

Численное значение величин 1 и 2, в выражении (1) может составлять соответственно единицы и сотни мкс. Широкополосный длинный импульс 2 с внутриимпульсной модуляцией может быть выполнен в виде фазо-кодо-манипулированных (ФКМ), линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов или в виде других сложных сигналов с внутриимпульсной модуляцией.

Задающий СВЧ-генератор 10 и двухчастотный генератор 11 промежуточной частоты соединены по управляющим входам с ЭВМ 9, а по выходам через смеситель 12 с сигнальным входом передатчика 2. Передатчик 2 выполнен в виде широкополосного усилителя мощности на основе усилительного пролетного клистрона или твердотельного усилителя мощности. СВЧ-выход усилительного передатчика 2 соединен с поляризатором 3 непосредственно и через аттенюатор 13 с заданным коэффициентом ослабления с аналоговым входом измерителя 14 мощности. Измеритель 14 мощности выполнен в виде последовательно соединенных детектора и цифрового измерителя импульсной мощности зондирующих сигналов, соединенного по выходу с сигнальным входом ЭВМ 9. Поляризатор 3 выполнен в виде ферритового преобразователя поляризации СВЧ - излучения или в виде СВЧ - делителя мощности, нагруженного на ортогонально ориентированные (вертикально и горизонтально) Е - волноводы с прямоугольным сечением. Выходы поляризатора 3 с вертикальной V - поляризацией и горизонтальной Н - поляризацией соединены с первыми входами циркуляторов 5 и 6. Циркуляторы 5 и 6 соединены по сигналам зондирования с приемо-передающей антенной 7 и по отраженным метеорологическим сигналам - с четырехканальным радиоприемником 8. Антенна 7 выполнена в виде параболической антенны с игольчатым лучом, снабженной азимутальным и угломестным электроприводом 15. При других вариантах исполнения антенна 7 может быть выполнена в виде линейной фазированной антенной решетки, установленной вертикально в фокусе рефлектора и с электронным сканированием по углу места, а также электромеханическим сканированием по азимуту. Возможно исполнение антенны 7 в виде прямоугольной фазированной антенной решетки с электронным сканированием по азимуту и углу места под управлением ЭВМ. Выходы циркуляторов 5 и 6 по эхосигналам каждой поляризации Н и V нагружены на четырехканальный радиоприемник 8. Для снижения искажений принятых эхосигналов радиоприемник 8 содержит по каждой поляризации Н и V эхосигналов аттенюатор 16, нагруженный без ослабления на основной приемный канал 17 и с ослаблением на 20 -40 дБ - на дополнительный приемный канал 18.

Все каналы радиоприемника 8 выполнены по однотипной схеме и содержат последовательно соединенные блок 19 супергетеродинных приемников 17 и 18 с цифровым выходом, цифровой фазовый детектор 20 и устройство 21 цифровой обработки метеосигналов, снабженное программами фильтрации несинхронных импульсных помех, сжатия широкополосных сигналов и спектральной обработки принятых сигналов. На входах приемников 17 и 18 установлены защитные устройства и ограничители (на фигуре не показано). Защитные устройства и ограничители предназначены для защиты малошумящих усилителей приемников 17 и 18 от просачивающейся СВЧ - энергии собственного передатчика 2 и сигналов других радиотехнических средств. Для юстировки приемных каналов 17 и 18 по чувствительности и коэффициенту усиления введен измеритель 22 чувствительности приемных каналов. Он соединен по калиброванному выходу с входами блока 19 супергетеродинных приемников 17 и 18 с вертикальной и горизонтальной поляризацией, а по измерительному входу - с их цифровыми выходами. Измеритель 22 и устройство 21 цифровой обработки сигналов соответственно по результатам измерений численных значений разъюстировки приемных каналов и результатам обработки эхосигналов соединены с ЭВМ 9. ЭВМ 9 содержит блок 23 управления и первичной обработки метеосигналов и блок 24 вторичной обработки метеосигналов, соединенных между собой кабельной «витая пара», оптической или радиолинией интерфейсной связи. Блок 23 снабжен приемником 25 ГЛОНАСС/GPS для синхронизации метеорологических измерений и передачи метеоданных в системе единого времени, а также программой привязки результатов измерений по отражаемости, радиальной скорости ширине спектра гидрометеоров к их пространственным координатам. Блок 24 вторичной обработки снабжен программой идентификации результатов первичной обработки сигналов, программой преобразования идентифицированных метеоданных в форму удобную для их трансляции потребителям метеоданных на их абонентские пункты.

Описание в динамике. Допплеровский метеорологический радиолокатор (метеолокатор) с двойной поляризацией работает следующим образом.

Под управлением ЭВМ 9 формирователь 1 пачек двухчастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов генерирует последовательность пачек состоящей из двух радиоимпульсов: короткого узкополосного (немодулированного по несущей частоте) радиоимпульса и широкополосного длинного радиоимпульса с внутриимпульсной модуляцией, разнесенных между собой по частоте на 1-10 МГц и по времени Т1+2 где 1, 2, длительность узкополосного и широкополосного зондирующих импульсов. Далее эти сигналы поступают на клистронный передатчик 2, где усиливаются и передаются на поляризатор 3. Поляризатор 3 разделяет радиоимпульсы на два канала с ортогональными поляризациями и через антенный переключатель 4 передает их на антенну 7 с заданным ЭВМ 9 угловым направлением зондирования. Далее антенна 7 излучает принятые сигналы в окружающее воздушное пространство «игольчатым» или «веерным» лучом с двумя ортогональными поляризациями. Отраженные от гидрометеоров поляризованные эхосигналы, несущие информацию о поляризационной структуре гидрометеоров, их виде (дождь, снег), поперечном размере и угловой скорости движения принимаются антенной 7 и далее через переключатель 4 поступают на соответствующие по поляризации основные 17 и дополнительные 18 каналы радиоприемника 8. Слабые эхосигналы от дальних метеообъектов проходят через основной канал 17 без ослабления. В случае прихода мощных сигналов от ближних метеообъектов и перегрузки основного канала 17 эхосигналы от метеообъектов принимаются и обрабатываются дополнительным каналом 18. Четырехканальный радиоприемник 8 осуществляет оптимальное режектирование, усиление, преобразование и детектирование принятых эхо-сигналов. В его блоке 19 супергетеродинных приемников 17 и 18 производится усиление и преобразование эхосигналов на промежуточную частоту и в цифровую форму. Усиленные в приемниках 17 и 18 сигналы в цифровой форме передаются на соответствующие цифровые фазовые детекторы (ФД) 20. В каждом ФД 20 измеряются квадратурные составляющие сечений гидрометеоров и формируются соответствующие по частоте и поляризации матрицы цифровых сигналов, несущих информацию о параметрах гидрометеоров в угловом направлении зондирования атмосферы. Далее сформированные матрицы цифровых сигналов передаются на устройство 21 цифровой обработки метеосигналов. В устройстве 21 производится цифровая фильтрация несинхронных импульсных помех, сжатие широкополосных сигналов и/или спектральная обработка принятых широкополосных и узкополосных сигналов соответствующих каналов радиоприемника 8. В результате сжатия сложные сигналы длительностью 2 мкс сжимаются до элемента разрешения 1 мкс с уровнем боковых лепестков по дальности ниже 40 дБ. Далее после фильтрации нулевой скорости принятые сигналы поступают в блок 23 управления и первичной обработки метеосигналов для формирования конических сечений метеорологических параметров гидрометеоров (отражаемость, радиальная скорость, ширина спектра) и далее по результатам обработки двух поляризаций дополнительные параметры гидрометеоров: дифференциальная отражаемость, дифференциальная фаза, коэффициент кросскорреляции. В режиме излучения только горизонтальной поляризации - линейное деполяризационное отношение метеосигналов. Для повышения точности измерения параметров метеообъектов применяется система измерения параметров локатора: измеритель 14 мощности излучаемых сигналов и измеритель 22 чувствительности приемников. Измеритель 14 измеряет импульсную мощность и частоту зондирующих сигналов и передает их в блок 23 для введения поправок в порогобнаружения полезных метеосигналов по амплитуде, а также для установки порога подавления «местников» по нулевому допплеровскому сдвигу частот по зондирующему сигналу и отраженным от гидрометеоров метеосигналам. Измеритель 22 вводит на вход супергетеродинных приемников 17 и 18 всех поляризаций калиброванный сигнал и измеряет его усиленное значение на их выходах для оценки численных значений разъюстировки по чувствительности и коэффициенту усиления приемных каналов 17 и 18 для введения соответствующих поправок в блоке 23 в алгоритм расчета конических сечений гидрометеоров. После окончания расчетов параметров гидрометеоров в выбранном направлении зондирования в блоке 23 производится привязка расчетов к сигналам единой службы времени ГЛОНАСС/GPS (приемник 25). Далее с блока 23 на силовой привод 15 антенны 7 и ее облучатель 26 выдается очередное угловое направление зондирования атмосферы. При этом отрабатывается указанное направление зондирования и диаграмма направленности антенны 7 ориентируется в новом заданном ЭВМ 9 угловом направление зондирования. Далее блок 23 управления ЭВМ 9 выдает командные сигналы на формирователь 1 для генерации очередной последовательности пары узкополосного и широкополосного сигналов зондирования и процесс измерения и накопления параметров гидрометеоров и их сложных метеообразований в зоне ответственности метеолокатора повторяется. При этом обзор пространства осуществляется с использованием изменения периодов повторения для определения однозначной скорости метеообъектов в диапазоне не менее минус 50+50 м/с.Одновременно рассчитанные в блоке 23 метеоданные поступают на блок 24 их вторичной обработки. В блоке 24 производится привязка метеоданных к территории измерений. Определяются направления движения опасных метеообразований (вихрей, бурь, штормов), прогноз развития метеообстановки и степени ее опасности для авиации и населения близлежащих территорий. Далее в этом блоке производится преобразованиеметеоданных к удобной форме для потребителей метеоданных и абонентских служб МЧС.

Данная полезная модель не ограничивается вышеприведенным примером ее осуществления. В рамках данной полезной модели возможны и другие варианты ее осуществления. Так блок 24 вторичной обработки метеосигналов может быть размещен в удаленном региональном центре МЧС, связанным цифровыми оптическими и/или радиолиниями интерфейсной связи с блоками 23 управления метеолокаторов, расположенных на территории одного или нескольких регионов. Метеолокатор может быть оснащен автоматизированной системой контроля функционирования метеолокатора, проведения его диагностирования с целью определения его технического состояния и локализации неисправности (отказа) с точностью до конструктивно и функционально законченного элемента, формирования команд управления режимами работы, включения (отключения) аппаратуры изделия.

Полезная модель разработана на уровне опытного образца и может быть использовано в службах управления воздушным движением, штормооповещения, активных воздействий и других потребителей метеоданных о погоде.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:

1. Doviak, R.J., V. Bringi, A. Ryzhkov, A. Zahrai, D.S.Zmic. Considerations for Polarimetric Upgrades to Operational WSR-88D Radars. J. Atmos. and Oceanic Tech, 2000.17, 257-278.

2. Liu, Y., J.W.Conway, E.A.Brandes, A.V.Ryzhkov, J. Vivekanandan, D.S.Zmic, R. Oye. The use of polarization data in the operational identification of hydrometeor and non-hydrometeor targets. Preprints, 29th Conf. Radar Meteor. Montreal, Canada: American Meteorological Society 1999:178-179

3. Ryzhkov A., R.Lopez, R. Fulton, D. Zmic, T. Schuur, Y. Liu. "Hydrometeor classification with a polarimetric radar for improved rainfall measurements and detection of hail and electrically charged regions. Preprints. 29th Conference on Radar Meteorology Montreal, Canada: American Meteorological Society, 1999:289-292.

4. Ryzhkov, A.V. D. S.Zmic. "Discrimination between rain and snow with a polarimetric radar". Journal of Applied Meteorology 1999:1228-1240.

5. Ryzhkov, A.V., D.S.Zmic, R.Fulton. "Area Rainfall Estimates Using Differential Phase". Journal of Applied Meteorology 2000:263-268.

6. Skolnik, Merrill I. Introduction to Radar Systems. New York: 3rd ed 2001.

7. Vivekanandan, J., D.S.Zmic, S.M.Ellis, R. Oye, A.V.Ryzhkov, J.Straka. "Cloud microphysics retrieval using S-band dual- polarization radar measurements." Bulletin of the American Meteorological Society 1999: 381-388.

8. Zahrai Alien, Dr. Dusan Zmic. "Implementation of Polarimetric Capability for the WSR-88D (NEXRAD) Radar." Long Beach, CA. American Meteorological Society 1997.

9. Zmic, D.S., A.V.Ryzhkov. "Polarimetry for weather surveillance radars". Bulletin of the American Meteorological Society 1999: 389-406.

10. US 5500646.

11. WO 2006/052431 (18.05.2006)

12. RU 2394254

13.CN 1800876 (2006.07.12)

14.JP9281131 (1997.10.31)

15. US 7355546 (WO 2007079472, 2007.07.12)

1. Допплеровский метеорологический радиолокатор, содержащий последовательно соединенные передатчик, устройство поляризации СВЧ-сигналов и антенный переключатель, соединенный по сигналам зондирования с приемопередающей антенной и по отраженным метеорологическим сигналам - с четырехканальным радиоприемником, цифровой выход которого соединен с ЭВМ управления и обработки метеорологических сигналов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит измеритель мощности излучения передатчика, измеритель чувствительности радиоприемника и формирователь пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов, причем передатчик выполнен усилительным и соединен по входу с формирователем пачек зондирующих сигналов, а по второму выходу - с входом измерителя мощности излучения передатчика, цифровой выход которого соединен с первым входом ЭВМ, второй и третий управляющие выходы которой соединены с соответствующими управляющими входами формирователя пачек зондирующих сигналов, а измеритель чувствительности радиоприемника по аналоговым входам/выходам измерительного сигнала - с соответствующими входами/выходами каналов радиоприемника, а по результатам измерений разъюстировки каналов - с соответствующим входом ЭВМ.

2. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что передатчик выполнен в виде усилительного пролетного клистрона или твердотельного транзисторного усилителя.

3. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что формирователь пачек разночастотных узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов содержит задающий СВЧ-генератор и двухчастотный генератор промежуточной частоты, соединенные по выходу через смеситель с сигнальным входом усилительного передатчика.

4. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.3, отличающийся тем, что двухчастотный генератор промежуточной частоты содержит последовательно соединенные цифровой генератор коротких и длинных импульсов промежуточной частоты и цифроаналоговый преобразователь, короткий и длинный импульсы генератора разнесены по частоте на величину F, короткий импульс промежуточной частоты выполнен немодулированным длительностью 1, равной единицы мкс, а длинный импульс 2 - сотни мкс с внутриимпульсной модуляцией, длительность коротких 1 и длинных 2 импульсов промежуточной частоты, разнос их частот, а также временная пауза Т между ними выбраны из условий:

1{2}сж; {2}сж<<2; T1+2,

F=F2-F1=1÷10 МГц, , f{1÷fmax},

где {2}сж - длительность сжатого широкополосного (с внутриимпульсной модуляцией) сигнала;

F1 - частота короткого немодулированного импульса;

F2 - текущая частота длинного с внутриимпульсной модуляцией импульса;

- центральное значение величины F2;

f, fmax - текущее и максимально допустимое значение девиации (отклонения) частоты F2 от ее центрального значения .

5. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что приемопередающая антенна выполнена параболической с игольчатым лучом и снабженной азимутальным и угломестным электроприводом, в виде линейной фазированной антенной решетки-облучателя со сканированием по углу места, вертикально ориентированной в фокусе параболического рефлектора, снабженного азимутальным электроприводом или в виде прямоугольной фазированной антенной решетки с электронным сканированием по азимуту и углу места под управлением ЭВМ.

6. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.5, отличающийся тем, что приемопередающая антенна содержит один канал с горизонтальной и/или один канал с вертикальной поляризацией, причем каждый поляризационный канал соединен по отраженным эхосигналам с двумя соответствующими каналами четырехканального радиоприемника.

7. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.6, отличающийся тем, что для снижения искажений принятых эхосигналов приемник содержит по каждой поляризации эхосигналов аттенюатор, нагруженный без ослабления на основной приемный канал и с ослаблением на 20÷40 дБ - на дополнительный приемный канал, причем каждый канал содержит последовательно соединенные супергетеродинный приемник с цифровым выходом, цифровой фазовый детектор и устройство цифровой обработки сигналов, снабженное программами фильтрации несинхронных импульсных помех, сжатия широкополосных сигналов и спектральной обработки принятых сигналов.

8. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.1, отличающийся тем, что ЭВМ управления и обработки метеорологических сигналов содержит блок управления и первичной обработки метеорологической информации и блок вторичной обработки метеорологической информации, соединенные между собой кабельной или радиолинией интерфейсной связи.

9. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.8, отличающийся тем, что блок управления и первичной обработки метеорологической информации снабжен программой привязки результатов измерений по отражаемости, радиальной скорости, ширине спектра к пространственным координатам, а блок вторичной обработки - программой идентификации результатов первичной обработки сигналов программой преобразования идентифицированных метеоданных в форму, удобную для их трансляции потребителям метеоданных на их абонентские пункты.

10. Допплеровский метеорологический радиолокатор по п.8, отличающийся тем, что блок первичной обработки метеорологической информации снабжен приемником ГЛОНАСС/GPS для синхронизации метеорологических измерений и передачи метеоданных в системе единого времени.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к устройствам формирования импульсов, в частности для гарантированного запуска в определенный момент времени устройств при проведении физических экспериментов

Полезная модель относится к автомобильным шасси, предназначенным для установки на них надстроек для перевозки различных грузов

Настоящий супергетеродинный приемник относится к области радиотехники и может использоваться в адаптивных системах радиосвязи для обнаружения изменяющихся по частоте, в том числе скачкообразно, коротких сигналов при приеме в широкой полосе пропускания.

Отличительной особенностью данного устройства является то, что в него дополнительно введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь с двумя входами, и цифроаналоговый преобразователь.
Наверх