[实用新型]一种相控阵天气雷达发射功率监视设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及天气雷达，尤其涉及一种相控阵天气雷达发射功率监视设备。

背景技术

相控阵雷达采用了相扫模式代替了传统雷达的机械扫描模式，将整个空域的扫描时间从超过6分钟缩短至几十秒钟，扫描层数也得到增加，极大的提升了雷达的时间及空间分辨率，从而提高了对龙卷风、雷电及暴雨等灾害性天气的监测和预警能力。雷达发射的电磁波是由发射机对频率源输出的激励信号放大并通过波导传输至天线发射出去，发射机的输出功率以及输出功率的稳定性将直接影响雷达所探测到的目标反射率的准确性。对雷达的发射机进行功率监视可以实时获取发射机的输出功率以保障回波数据的准确可靠，为雷达输出相关气象产品提供可靠的依据。

现阶段对于发射极的输出功率检测方法包括采用检波器和比较器判断发射机是否正常输出和通过监视发射机实际工作电流以检测发射机的功率两种方法。

运用检波器和比较器进行功率监视是在雷达系统中通过一具有固定耦合比的耦合器将发射机输出的电磁波耦合一部分能量出来，检波器对耦合出的电磁波进行包络检波，检出一个具有发射机发射电磁波信号包络的脉冲，为了减小对实际发射功率的影响，耦合器的耦合比一般选择比较大，检波器输出幅度较低，因此需要放大器对检波脉冲进行放大处理。将放大后的检波脉冲送入比较器与一低于检波脉冲幅度固定阈值门限相比较，从而通过比较器输出的电平进行判断发射机的输出功率是否满足需求，其系统复杂，不易调试；稳定性差，容易收外界环境影响；只能定性分析，不能实现定量检测；

通过监视发射机实际工作电流以检测发射机的功率一般采用互感式测量法，电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流。电流互感器接被测电流的绕组(匝数为N1)，称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组)；接测量仪表的绕组(匝数为N2)称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。二次绕组与一次绕组匝数比N2/N1＝N。电流互感器一次绕组电流I与二次绕组的电流比，叫实际电流比，为二次绕组需通过负载电阻RBurden将其闭合，二次绕组电路中的电流在负载电阻上形成了电压信号通过对V的测量即可计算出一次绕组上的电流I，从而得出发射机的工作电流，计算出发射机的功率。但是电流互感容易受干扰；结果误差较大；电路不易集成和安装；该方案只能计算出发射机实际工作的功率，不能实际得出输出电磁波功率。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种相控阵天气雷达发射功率监视设备。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种相控阵天气雷达发射功率监视设备，相控阵天气雷达发射机包括发射极和天线，所述发射极的信号输出端与所述天线的信号输入端电连接，所述监视设备包括耦合器、检波器、A/D转换器、电源芯片和FPGA芯片，所述耦合器设置在所述发射极和所述天线之间，所述耦合器的输入端与所述发射极的输出端电连接，所述耦合器的输出端与所述天线的输入端电连接，所述耦合器的耦合输出端与所述检波器的输入端电连接，所述检波器的输出端与所述A/D转换器的输入端电连接，所述A/D转换器的输出端与所述FPGA芯片的输入端电连接，所述A/D转换器的电源端与所述电源芯片的电源端电连接。

具体地，所述检波器的型号为AD8318，所述A/D转换器的型号为AD7813，所述电源芯片的型号为LT1963，所述FPGA芯片的型号为EP1C6Q24C8。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型一种相控阵天气雷达发射功率监视设备采用检波器、A/D转换器和FPGA芯片组成一个功率采集监视系统，相比传统的以电流互感器监测发射机电流判断发射功率的方法，增强了系统的稳定性，提高了监测数据的真实性和精确度；相比通过比较器定性的判断方法，本装置可以实时定性精确监视发射机的实际发射功率，本装置全部采用集成芯片搭建更提高了系统的集成度也降低了系统的调试难度。

附图说明

图1是本实用新型所述一种相控阵天气雷达发射功率监视设备的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：