[发明专利]风廓线雷达在线监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达技术，尤其是一种风廓线雷达监控技术，具体地说是一种风廓线雷达在线监控方法。

背景技术

目前风廓线雷达有两种体制，一种是集中发射体制，另一种是分布式收发体制。在气象业务的使用中，风廓线雷达需要全年24小时连续不间断工作。因此在提高雷达自身可靠性的同时,必须在线监控雷达系统的状态，从而及时发现故障并排除。

在线监控系统的关键监控点是：“发射功率、天线反射功率、天线驻波系数、系统相干性、系统灵敏度、速度、动态范围”等七项。分布式收发体制的风廓线雷达具有可靠性高，易于维护的特点。但相比于集中发射体制只有一组收发模块而言，采用分布式收发体制的收发模块（TR模块/TR组件）有多组（一般大于10组），其在线监控系统就相对复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的分布式风廓线雷达监控系统结构复杂造成监控方法相对复杂的问题，发明一种简洁高效的监控风廓线雷达在线监控方法。

本发明的技术方案是：

一种风廓线雷达在线监控方法，其特征是首先采用分布式监控系统，并将整个监控系统分为七个监控模块，七个监控模块分别是：发射功率、天线反射功率、天线驻波系数、系统相干性、系统灵敏度、速度和动态范围；其次将馈线系统分为40个1/2等功分网络，并设计40个反向耦合口和40个前向耦合口；第三，在馈线系统中增加8个1/10等功分网络和2个1/4等功分网络，其中一个1/4等功分网络的总口带开关控制；第四，在发射前级中增设一个反射功率监测模块；在TR组件中增设一个发射功率监测模块；在接收机的发射通道中增设了1路测试信号输出，该信号的幅度和多普勒频偏均可调；在接收机的接收通道中增设1路15μs延迟线；在信号处理机中增设时域数据输出功能。

所述的发射功率监控模块的监控方法是：当雷达处于正常工作状态时，每个TR组件内部的功率监测模块将其输出功率数值送给波束控制系统；波束控制系统将该模拟信号转换成数字信号，并将20个TR组件的输出功率数值汇总后通过RS485串口送给数据处理；数据处理软件通过串口获得波束控制系统送来的数字信号，经过计算得到发射功率的数值，并在软件界面上显示出来；当发射功率的数值超过正常范围时，软件界面显示故障并报警。

所述的天线反射功率监控模块的监控方法是：当雷达处于正常工作状态时，40个1/2等功分网络的-20dB反向耦合口将天线的反射信号收集，并经过4个1/10等功分网络、1个1/4等功分网络以及若干连接电缆将天线的反射信号合成一路送给发射前级；发射前级内的监测电路将该模拟信号转换成数字信号，并通过RS485串口送给数据处理；数据处理软件通过串口获得发射前级送来的数字信号，经过计算得到天线反射功率的数值，并在软件界面上显示出来；当天线反射功率和天线驻波的数值超过正常范围时，软件界面显示故障并报警。

所述的天线驻波系数监控模块的监控方法是：数据处理软件获得发射功率和天线反射功率的数值后，经过计算得到天线驻波的数值，并在软件界面上显示出来；

当天线驻波的数值超过正常范围时，软件界面显示故障并报警。

所述的系统相干性监控模块的监控方法是：当雷达处于标定状态时，40个1/2等功分网络的-30dB前向耦合口将发射耦合信号收集，并经过4个1/10等功分网络、1个1/4等功分网络以及若干连接电缆将天线的反射信号汇总送给接收机；接收机内的延迟电路将该信号延迟约15μs后进行功率放大，然后进行数字直接采样、正交，形成回波数字信号。该数字信号送信号处理机；信号处理机对接收机送来的时域数字序列进行64点～128点相干积累后将时域数字序列送给数据处理；数据处理软件将信号处理机送来的时域数字序列，经过计算对应距离门上的相位标准差得到相干性测试结果，并在软件界面上显示出来；当相干性测试结果超过正常范围时，软件界面显示故障并报警。