[发明专利]一种基于双极化信息的降水量测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于双极化信息的降水量测量方法，包括以下步骤：

1)通过双极化雷达传感器向降水区域发射正交电磁波，接收包含双极化信息的回波信号；

2)计算回波信号功率及降水粒子的功率谱分布，通过获取的双极化信息对降水进行分类；

3)当双极化雷达传感器在垂直范围内指向天空时，通过降水类别及计算得到的降水粒子功率谱分布获取降水强度；当双极化雷达传感器在非垂直范围内指向天空时，根据回波功率及回波功率-降水强度关系，计算降水强度；

4)对降水强度进行时间积分，得到降水量；

其中，双极化雷达传感器采用平面微带技术；当双极化雷达在垂直范围内指向天空时，通过以下步骤获取降水强度：

1)通过降水粒子功率谱分布及多普勒效应，得到降水粒子的径向速度；

2)根据径向速度计算降水粒子的直径和体积；

3)根据降水类别、径向速度及降水粒子的直径和体积，计算降水强度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过双极化雷达传感器的双极化多普勒天线模块、射频低噪声放大器及中频前置放大器发射正交电磁波。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，双极化信息包括降水粒子的形状、尺寸及指向角分布情况。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，垂直范围为双极化雷达传感器指向天空方向与竖直方向的夹角小于等于5度；非垂直范围为双极化雷达传感器指向天空方向与竖直方向的夹角大于5度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对回波信号进行快速傅里叶变换，得到降水粒子功率谱分布。

6.一种基于双极化信息的降水量测量装置，包括：

1)双极化雷达传感器，用以发射正交电磁波，接收包含双极化信息的回波信号；

2)信号处理器，用以获取回波信号中的双极化信息，计算回波信号功率及降水粒子的功率谱分布；

3)数据处理器，用以通过双极化信息对降水进行分类，当双极化雷达传感器垂直指向天空时，通过功率谱分布及降水类别计算降水强度，当双极化雷达传感器非垂直指向天空时，根据回波功率及通过样本数据得到的回波功率-降水强度关系，计算降水强度，对降水强度进行时间积分，得到降水量；

其中，双极化雷达传感器采用平面微带技术；当双极化雷达垂直指向天空时，通过以下步骤获取降水强度：

1)通过降水粒子功率谱分布及多普勒效应，得到降水粒子的径向速度；

2)根据径向速度计算降水粒子的直径和体积；

3)根据降水类别、径向速度及降水粒子的直径和体积，计算降水强度。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，当数据处理器不在本地时，还包括一通信模块，用以将双极化信息、回波信号功率及降水粒子的功率谱分布发送至数据处理器。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括一保护罩，用以包裹双极化雷达传感器、信号处理器及通信模块；保护罩的材质包括聚碳酸酯。