[发明专利]用于双频、多频微波链路测量降水量的采集装置以及基于这一采集装置的测量方法

说明书

本发明涉及一种气象信息处理与应用领域，特别是涉及用于双频、多频微波链路测量降水量的信息处理与应用领域，更为具体的说是涉及用于双频、多频微波链路测量降水量的采集装置以及基于这一采集装置的测量方法。创造性地提出了公开了一种双频、多频微波链路测量降水量的采集装置以及基于这一采集装置的测量方法，从而可以实现长时间、自动化的降水测量，更为重要地是可以准确、长时、高效地获得检测数据，对理论测定方法的实际应用与推广具有重要地意义。

技术领域

本发明涉及一种气象信息处理与应用领域，特别是涉及用于双频、多频微波链路测量降水量的信息处理与应用领域，更为具体的说是涉及用于双频、多频微波链路测量降水量的采集装置以及基于这一采集装置的测量方法。

背景技术

利用微波链路测量降水是近年来提出的降水测量的最新方法，具有高时空分辨率的独特优势。主要依据雨衰—降水量关系模型，通过实际测量降水时微波链路上的雨致信号衰减，反演计算得到实际降水量。由于雨致衰减受雨滴谱分布、雨滴形状、雨滴温度等因素影响，并且这些因素通常是未知的。为了在未知这些信息的情况下，获得更小的反演误差，人们提出利用双频链路或多频链路测量降水量的思想，即近距离平行设置两条或多条不同频段的试验链路，同时对降水进行观测。

在试验过程中，由于试验链路上的每个频率均需要一套独立的发送及接收设备，并且每间隔一段时间采集一次数据，利用双频/多频微波链路进行降水测量则需要2套或多套信号发射及信号接收设备并行设置在试验链路的发送端和接收端，使用仪器较多，不同频段的试验仪器为了避免相互影响还需要间隔一定距离，导致空间上采集数据的误差。

因此目前关于利用双频或多频微波链路测量降水的研究主要停留在理论方面，没有对该理论的实现技术进行专门探讨，尤其是实现自动化测量是将其推广应用的必要条件。

发明内容

本发明正式基于这样的研究基础，创造性的公开了一种用于双频、多频微波链路测量降水量的采集装置，并且配套的公开了基于这一采集装置的测量方法，从而实现了利用双频链路或多频链路测量降水量的目的。更为重要的是，保证了采集过程中数据的可靠性和准确性。

本发明的发明目的之一，是公开一种将双频、多频微波链路测量降水量方法实现的实验装置，而其中最为重要就是要保证采集过程中获得的数据的可靠性和准确性，为了实现这一发明目的，本发明公开了用于双频、多频微波链路测量降水量的采集装置，所述采集装置的组成部分如下，首先有一宽带信号发生器，以及与宽带信号发生器连接的发送端微波电子开关，所述发送端微波电子开关处设置有n个不同频率的发送天线，所述发送天线分别与发送端电子开关信号连接；其次有一宽带信号频谱分析仪，以及与宽带信号频谱仪连接的接收端微波电子开关，所述接收端微波电子开关处设置有n个不同频率的接收天线，所述接收天线与发送天线相互对应，并与接收端微波电子开关信号连接。

宽带信号发生器用于产生双频、多频微波链路所需要的2个或者多个频率的微波信号。发送端微波电子开关用以切换不同的发射频率，并通过与之信号连接的发送天线将微波信号发射至空中。与发送天线对应的接收天线接收到来自空中的微波信号，并在接收端微波电子开关的配合下，将接收到的微波信号传送至宽带信号频谱分析仪。

至此，就完成了双频、多频微波链路测量降水量所需要的信号采集工作。

进一步地，我们公开了还包括有微波电子开关控制器。从而可以实现不同频率之间的自动切换。

这里这个微波电子开关控制器可以用单片机电路实现，也可以选择PC机与外围电路组合的方式实现，通过产生0~5V的定时方波信号，作为微波电子开关的输入控制信号。发送端和接收端的微波电子开关定时信号必须保持同步。为了保证方波信号的统一调配，我们可以直接利用单片机进行同步，也可以用PC机将多个外围方波发射电路统一联网至PC机，利用PC机本身的时间统一性，定时、统一开启方波发射电路。

同时，作为一种自动记录的优选方式，我们还公开还包括有发送端记录仪、接收端记录仪。