[发明专利]一种测量海面气压的多频差分吸收雷达系统

权利要求书

1.一种测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述系统包括：天线、收发前端、发射机、接收机和海面气压计算模块；

所述天线，用于发射双频雷达信号，并接收雷达回波信号；

所述收发前端，用于将发射通道和接收通道进行隔离，并产生接收机的定标信号；

所述发射机，用于产生双频线性调频信号并将其放大到所需要的功率电平，将基带信号上变频至工作频率，并放大功率后送入天线；

所述接收机，用于对雷达回波信号进行放大并将其下变频至基带，发送至海面气压计算模块；

所述海面气压计算模块，用于从雷达回波信号中获取强氧气吸收带内的两个或多个通道的雷达回波信号功率比值，实现对海面气压的反演。

2.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述海面气压计算模块的具体实现过程为：

将海面气压P_o作为雷达功率比的函数：

P_o＝C₀(λ₁，λ₂)+C₁(λ₁，λ₂)log_e(P_r(λ₁)P_r^-1(λ₂))

其中，C₀(λ₁，λ₂)和C₁(λ₁，λ₂)是雷达功率比和地面气压之间关系的波长相关系数；能够利用氧气在空气中的恒定占比，以及均匀混合气体的气柱总量与表面气压成正比的关系得到，P_r(λ₁)和P_r(λ₂)为使用波长为λ₁和λ₂的两个雷达频道时，两个频道的雷达接收功率。

3.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述系统还包括：采用集成电路的模块化开关电源，用于为整个雷达系统供电。

4.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述天线采用有源相控阵天线，其10度扫描角的3dB波束宽度增益不小于50dB。

5.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述接收机采用匹配滤波器，信噪比不低于10dB，噪声系数为6dB。

6.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述系统还包括：频率综合器，用于为发射双频信号产生所需要的本振频率，为接收机产生所需要的本振频率；采用高稳定度的恒温晶体振荡器。

7.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，当接收窗可容忍的时间偏差Δτ＝2μs，雷达系统探测的最远和最近距离分别为：R_max＝550km，R_min＝500km。

8.根据权利要求1所述的测量海面气压的多频差分吸收雷达系统，其特征在于，所述雷达系统的频率范围为：50-55GHz。