[发明专利]多功能气象雷达及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及气象预警技术领域，特别是涉及一种多功能气象雷达及其控制方法。

背景技术

目前气象系统使用的多普勒气象雷达监测突发“风暴”，是最有效的方法，目前使用的大型多普勒雷达有几方面问题：

(1)延时

大型多普勒气象雷达扫描半径230公里甚至更远，高度从0.5公里到10公里立体扫描，扫描一次需要6分钟，再加上3分钟左右的数据处理，因此，看到的数据或雷达图有大约9分钟延时，9分钟的数据延时，给预报预警带来较大的误差。主要体现：

1)比如，在快速多变的强对流天气下，9分钟内一次强雷暴从生成到结束过程就完成了，本地正在“狂风暴雨”，因为数据延时，雷达图上没有任何回波显示，之前也没有暴雨向本地漂移过来，等9分钟后雷达图上有很强的回波时，本地已经阳光灿烂了，给企业和个人带来很大的错觉。企业和个人在没有任何准备时就遇到了暴雨，可能引发重大气象灾害事故。

2)在多变的天气下，用连续两张图来计算暴雨移动的速度和方向，相当于用15分钟前的数据，此时得出的数据准确性不高，据此做出的预报预警误报率高。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能气象雷达及其控制方法，可以提高雷雨预警的实时性。

一种多功能气象雷达，包括：

闪电脉冲接收天线，用于接收雷电电磁脉冲；

选频放大器，用于放大闪电脉冲接收天线接收到的雷电电磁脉冲；

GPS授时模块，用于将GPS授时的标准时间接入工业计算机；

模数转换器，用于将放大后的雷电电磁脉冲转为数字信号并输入工业计算机；

功率放大器，用于放大工业计算机输出的雷达信号，然后输出给雷达天线；

开关模块，用于接收工业计算机输出的控制信号，以切换雷达天线的工作模式；

天线转动装置，用于接收工业计算机输出控制信号，控制雷达天线转动；

雷达天线，用于发射所述雷达信号，以及接收雷达回波信号；

接收机，用于接收雷达天线获取的雷达回波信号，将雷达回波信号转换为数字信号后输入到工业计算机；

工业计算机，依据雷达回波信号获取风速和降雨回波值；将风速、降雨回波值和接收到的雷电电磁脉冲加上GPS授时的标准时间和本地雷达ID，通过4G网络模块发送到远程中心服务器。

以及提出一种多功能气象雷达控制方法，包括步骤：

接收雷电电磁脉冲；

放大所述雷电电磁脉冲；

将放大后的雷电电磁脉冲转为数字信号并输入工业计算机，

接收并放大工业计算机输出的雷达信号，然后输出给雷达天线；

接收工业计算机输出的控制信号，以切换雷达天线的工作模式；

接收工业计算机输出控制信号，控制雷达天线转动；

发射所述雷达信号，以及接收雷达回波信号；

将雷达回波信号转换为数字信号后输入到工业计算机；

依据雷达回波信号获取风速和降雨回波值；将风速、降雨回波值和接收到的雷电电磁脉冲加上GPS授时的标准时间和本地雷达ID，通过4G网络发送到远程中心服务器。

在本发明中，由工业计算机控制雷达天线全向快速扫描，并且边扫描边计算产生风速和降雨回波值等数据，通过4G网络在线传输这些数据到远程中心服务器，这样总耗时约50秒，相比传统的雷达可以大大降低延时，并且通过工业计算机完成标准信号输出、控制信号输出、数据计算分析等功能，代替了振荡器、混频器、锁相器、脉冲控制器、同步脉冲发生器等硬件，省去了将近35％的硬件材料，成本大大降低。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1为多功能气象雷达的结构示意图；

图2为多功能气象雷达控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。