[发明专利]一种雷达感应式测量降雨装置和方法

说明书

本申请公开了一种雷达感应式测量降雨装置和方法，所述装置包括信号处理器、排流罩、辐射体和吸波材料；所述辐射体用于发射或接收电磁波，辐射体波束方向为竖直向上；所述吸波材料包裹辐射体，在竖直向上有辐射孔，电磁波能够通过所述辐射孔；所述排流罩覆盖在所述辐射孔上，所述排流罩能够通过电磁波的介质；所述信号处理器用于滤波放大、模数转换和傅里叶变换，得到降落物速度、大小和强度。本申请还包含用所述装置进行测量的方法。本申请的方案结构简单，便于安装，适应性强。

技术领域

本申请涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达感应式测量降雨装置和方法。

背景技术

很多行业都需要检测降雨强度和累计总量。如铁路行业，他们需要了解铁路路基所处环境的降雨，以便对降雨强度较大的地方及早采取措施。另外如输电线路也需要对线路沿线做检测，其他还有环境检测部门，移动通信等行业，林业、国土资源等等行业。对降雨的测量，有的要求非常精确，精度需要达到1％，如气象部门；另外很多情况对检测精度要求并不是很高，但对于安装的简易程度，维护性有着极高的要求。例如铁路沿线，他们的总量测试设备需要安装在供电的支架上，而列车的运行会有很强烈的振动，且铁路贯穿祖国的山林胡泊，很多地方还难以维护。

目前最主流的总量测试设备还是机械结构的，即量筒式和翻斗式。量筒式需要人工称重，翻斗式可以实现无人工值守。但是翻斗很容易被落叶等杂物遮盖、阻塞，也就是说不能长时间无人值守，另外翻斗式往往体积较大，对于安装有较高要求，且对于振动非常敏感。现在还有雷达方式和压电陶瓷感应方式的，普遍价格较贵，且精度不是十分理想。

发明内容

本申请提出一种雷达感应式测量降雨装置和方法，用于解决安装复杂、以及人工维护、人工值守造成人工成本高的问题。

本申请实施例提供一种雷达感应式测量降雨装置，包括信号处理器、排流罩、辐射体和吸波材料。所述辐射体用于发射或接收电磁波，辐射体波束方向为竖直向上。所述吸波材料包裹辐射体，在竖直向上有辐射孔，电磁波能够通过所述辐射孔。所述排流罩覆盖在所述辐射孔上，所述排流罩是能够通过电磁波的介质。所述信号处理器用于滤波放大、模数转换和傅里叶变换，得到降落物速度、大小和强度。

本发明的一个实施例中，所述雷达感应式测量降雨装置还包括校准电路。所述校准电路用于傅里叶变换后信号频率校准和振幅校准，根据输入系数进行校准。

优选的，所述辐射体为微带天线。进一步优选的，所述辐射体为发射天线阵列和接收天线阵列一体结构。

优选的，所述辐射体发射的电磁波段为厘米波。

在另一个实施例中，所述雷达感应式测量降雨装置还包括覆盖所述辐射孔的纳流器；所述纳流器包括纳流孔，位于所述辐射孔正上方。

本申请的另一个实施例中还提出一种雷达感应式测量降雨方法，用本申请任意一个实施例所述的装置，包括以下步骤：

竖直向测量多普勒频移信号；

对所述多普勒频移信号进行傅里叶变换，得到频率域信号；

对所述频率域信号频率和振幅进行校准；

根据所述校准后信号，计算降落物速度和大小，计算强度和总量。

优选地，所述频率校准和振幅校准包括：使用标准设备测得降落频率为f0、振幅为A0；同样测量，得到结果频率为f1、振幅为A1，对所述频率域信号乘以系数f0A0/f1A1校准。

在本申请的一个实施例中，优选地，根据大气中雨滴速度与雨滴大小统计规律，得到雨滴大小。

在本申请的另一个实施例中，雷达感应式测量降雨方法还包含计算降雨强度的步骤。