[发明专利]用于标定仪的校准装置及天气雷达回波强度真值标定方法

权利要求书

1.一种用于标定仪的校准装置，其特征在于，包括：

主机(1)，与所述主机(1)分别连接的极化发射天线(2)和极化接收天线，所述极化发射天线(2)和所述极化接收天线的喇叭口均位于同一水平面；

所述极化接收天线包括垂直极化接收天线(3)以及水平极化接收天线(4)；

所述极化发射天线(2)设置于主机上，所述极化发射天线(2)的极化方向相对于水平面呈45°角设置；

所述垂直极化接收天线(3)设置于主机上，所述垂直极化接收天线(3)的极化方向垂直于水平面设置；

所述水平极化接收天线(4)设置于主机上，所述水平极化接收天线(4)的极化方向平行于水平面设置；

标定方法包括：对所述校准装置发射通道的发射天线增益功率积进行校准，通过校准后的所述校准装置发射通道发射基准信号，以对标定仪接收通道性能进行校准；

将所述校准装置接收通道对空间辐射信号的功率密度测量性能进行校准，以对标定仪发射通道性能进行校准；其中，所述功率密度测量性能包括功率密度测量基准值和功率密度测量动态范围，所述功率密度测量基准值基于反射体的标准反射性能进行校准，所述功率密度测量动态范围通过控制校准装置发射功率，再将该发射功率送标准增益喇叭，以使标准增益喇叭向所述校准装置的接收天线辐射进行校准；

建立反射体测量系统，在所述反射体测量系统中，所述校准装置的极化发射天线(2)和极化接收天线的喇叭口均对准远场反射体；其中，所述校准装置依据脉冲雷达方程对所述反射体的雷达截面积进行测量，并依据天气雷达方程对不同距离下的所述反射体的回波功率进行测量，建立距离-雷达截面积-回波功率参数表；

所述校准装置根据所述反射体的雷达截面积，计算天气雷达中所述反射体的反射率系数，将所述距离-雷达截面积-回波功率参数表转换为距离-反射率系数-回波功率参数表；其中，所述反射体的反射率系数范围与天气雷达测量动态范围匹配；

建立模拟目标发射功率校准系统，在所述模拟目标发射功率校准系统中，所述校准装置极化发射天线(2)和极化接收天线的喇叭口均对准远场标定仪的天线，其中，根据所述距离-反射率系数-回波功率参数表，调整所述标定仪的模拟目标发射功率，以使所述校准装置在特定距离下接收到所述模拟目标发射功率对应的回波功率与所述校准装置在所述特定距离下接收到的所述反射体在对应的反射率系数下的回波功率相等，记录所述模拟目标发射功率，得到距离-反射率系数-模拟目标发射功率参数表；

利用发射通道和接收通道均校准后的所述标定仪，依据所述距离-反射率系数-模拟目标发射功率参数表，对天气雷达回波强度真值进行标定。

2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述主机(1)包括：

发射机、H接收机、V接收机、频综、H信号处理模块、V信号处理模块、数据处理模块以及显控终端；

所述发射机与所述频综和所述极化发射天线(2)分别连接；

所述H接收机与所述频综、所述垂直极化接收天线(3)以及所述H信号处理模块分别连接；

所述V接收机与所述频综、所述水平极化接收天线(4)以及所述V信号处理模块分别连接；

所述数据处理模块与所述H信号处理模块、所述V信号处理模块以及所述显控终端分别连接。

3.根据权利要求2所述的校准装置，其特征在于，所述频综包括晶振、第一功分器、第一锁相环、第二锁相环、第一信号发生器DDS以及第二DDS；

其中，所述第一功分器与所述晶振、第一锁相环、所述第二锁相环、所述第二DDS以及所述H信号处理模块、所述V信号处理模块分别连接；

所述第一锁相环依次通过第一放大器、第一功分器、第一混频器与所述发射机连接，所述第一混频器通过第一低通滤波器与所述第一信号发生器DDS连接，所述第一功分器与所述H接收机、所述V接收机分别连接；

所述第二锁相环与第二功分器连接；

所述第二DDS依次通过第二低通滤波器、第二放大器、第三功分器与所述H接收机、所述V接收机分别连接。