[发明专利]一种基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统

权利要求书

1.一种基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：包括用于发射波束、接收波束以及对回波数据进行处理的信号处理机（1），信号处理机（1）通过网络分别与监控终端、产品终端双向通讯，信号处理机（1）通过第一光纤与第一高速大容量波分复用光纤通信机相连，第一高速大容量波分复用光纤通信机通过第二光纤与第二高速大容量波分复用光纤通信机相连，汇流环套设在第二光纤上，第二高速大容量波分复用光纤通信机分别与校正分机（2）、全数字阵列模块（3）双向通讯，全数字阵列模块（3）通过校正网络（4）与天线阵列（5）相连，频率源（6）分别向全数字阵列模块（3）、信号处理机（1）提供时钟信号，伺服驱动电机的输出端分别与汇流环、天线阵列（5）相连。

2.根据权利要求1所述的基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：所述信号处理机（1）由数字波束形成单元（11）和多普勒气象信号处理器（12）组成，所述多普勒气象信号处理器（12）由脉冲压缩单元、FFT变换单元、频域滤波单元、IIR滤波单元、DVIP单元和数据格式化单元组成，数字波束形成单元（11）与第一光纤双向通讯，数字波束形成单元（11）分两路输出，一路直接与监控终端相连，另一路与脉冲压缩单元的输入端相连，脉冲压缩单元的输出端分别与FFT变换单元、IIR滤波单元的输入端相连，FFT变换单元与频域滤波单元串联，IIR滤波单元与DVIP单元串联，频域滤波单元、DVIP单元的输出端均与数据格式化单元的输入端相连，数据格式化单元的输出端与产品终端的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：所述全数字阵列模块（3）由8个数字阵列模块单元组成，每个数字阵列模块单元由16个全数字收发组件（31）组成，所述全数字收发组件（31）包括波形产生电路，其输出端依次与第一放大滤波电路、接收第二本振信号的第一上变频、第二放大滤波电路、接收第一本振信号的第二上变频、第一滤波器、功率放大器相连，功率放大器的输出端与环形器的输入端相连，环形器与天线阵列（5）双向通讯，环形器的输出端依次与隔离限幅低噪放大器、第二滤波器、接收第一本振信号的第一下变频、第三放大滤波电路、接收第二本振信号的第二下变频、第四放大滤波电路相连，第四放大滤波电路的输出端与数字接收机的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：所述频率源（6）包括100MHz晶振，其输出端分别与第一锁相环、第二锁相环和基准信号产生电路的输入端相连，第一锁相环的输出端与倍频器的输入端相连，倍频器输出第一本振信号至第一1:8功分器的输入端，第一1:8功分器的输出端与全数字阵列模块（3）相连；第二锁相环的输出端输出第二本振信号至第二1:8功分器的输入端，第二1:8功分器的输出端与全数字阵列模块（3）相连；所述基准信号产生电路通过功分网络输出时钟信号分别至全数字阵列模块（3）、信号处理机（1）。

5.根据权利要求1所述的基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：所述校正网络（4）由主馈线（42）和128个双定向耦合器（41）组成，主馈线（42）采用波导，校正网络（4）作为一个整体与组成天线阵列（5）的128根天线（51）之间通过法兰连接。

6.根据权利要求1所述的基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：所述天线阵列（5）所传输的波束信号以波导窄边开倾斜缝的行波阵的形式传输，天线阵列（5）采用裂缝波导线阵。

7.根据权利要求1所述的基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达系统，其特征在于：所述校正分机（2）由数控衰减器和校正收发组件组成，数控衰减器与校正收发组件之间双向通讯，数控衰减器与校正网络（4）相连，校正收发组件与信号处理机（1）双向通讯。