[发明专利]水位流速一体测量计

权利要求书

1.一种水位流速一体测量计，其特征在于，包括：第一收发天线组、第二收发天线组以及信号处理器；其中，所述第一收发天线组包括第一发射天线以及第一接收天线，所述第二收发天线组包括第二发射天线以及第二接收天线；其中，所述第一发射天线的轴线与待测量的水面垂直；所述第二发射天线的轴线与待测量的水面成预定的夹角；所述信号处理器与所述第一发射天线、第一接收天线、第二发射天线以及第二接收天线均电连接，并能够根据所述第一接收天线接收到的信号计算出当前的水位以及根据所述第二接收天线接收到的信号计算当前的流速。

2.根据权利要求1所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第二发射天线的轴线与待测量的水面的夹角为15°～60°。

3.根据权利要求1所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第一发射天线发射的信号为调频连续波信号：

其中，f_c为调频连续波的载频，其中B为调频连续波的带宽，T为脉冲宽度。

4.根据权利要求3所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第一接收天线波束宽度26°*10°，增益为15dBi；则调频连续波信号s₁(t)经过目标反射后，回波信号表示为：

其中，t_d为时间间隔。

5.根据权利要求2所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第二发射天线波束宽度为8°，发射频率在76G到78G之间点频；

所述第二发射天线发射的信号为单频正弦波信号：

s₂(t)＝Asin(2πf₀t+β)；

其中，f₀是发射信号的频率，β是初始相位。

6.根据权利要求5所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第二接收天线的波束宽度为60°*10°；单频正弦波信号s₂(t)经过目标反射后，回波信号表示为：

r₂(t)＝Asin(2πf₀(t-τ)+β)；

其中，τ为时延。

7.根据权利要求1至6所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述信号处理器具体用于：

对接收的回波信号进行谐波混频、放大、低通滤波后，输出包含距离信息的差频信号，经A/D采样形成差频数字信号；

对差频数字信号进行FFT、杂波抑制、目标检测、频谱估计处理后，得到多普勒频移；

根据所述多普勒频移计算得到水位或者流速。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第一收发天线组与所述第二收发天线组采用分时的方式工作。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的水位流速一体测量计，其特征在于，所述第一收发天线组以及第二收发天线组采用77G微带天线，并罩设有天线罩子。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的水位流速一体测量计，其特征在于，还包括电源以及无线通讯模块，所述电源以及所述无线通讯模块均与所述信号处理器电连接。